Введение

Луна Сатурна
астероид Эпиметей /ɛ//p//ə/'/m//iː//θ//iː//ə//s/ — внутренний спутник Сатурна. Он также известен как Сатурн XI. Он назван в честь мифологического Эпиметея, брата Прометея.

Открытие

Эпиметей занимает практически ту же орбиту, что и луна Янус. Астрономы изначально полагали, что на этой орбите находится только одно тело, не веря, что две луны могут совместно использовать почти идентичные орбиты, не столкнувшись в конечном итоге. Таким образом, определение их орбитальных характеристик представляло трудность. Наблюдения были фотографическими и проводились с большими временными интервалами, поэтому, хотя наличие двух объектов не было очевидным, наблюдения было сложно согласовать с разумной орбитой. 15 декабря 1966 года Одуэн Доллфус наблюдал луну, которую он предложил назвать "Янус". 18 декабря Ричард Уокер сделал аналогичное наблюдение, которое теперь считается открытием Эпимефея. Однако в то время считалось, что на данной орбите находится только одна луна, неофициально известная как "Янус". Двенадцать лет спустя, в октябре 1978 года, Стивен М. Ларсон и Джон В. Фонтейн пришли к выводу, что наблюдения 1966 года лучше всего объясняются двумя различными объектами (Янус и Эпиметей), разделяющими очень похожие орбиты. Это было подтверждено в 1980 году аппаратом "Вояджер-1", и поэтому Ларсон и Фонтейн официально разделяют открытие Эпимефея с Уокером. Луна, предположительно Эпиметей, появилась на двух снимках, полученных аппаратом Pioneer 11, и получила обозначение 1979S1, однако существует неопределенность, поскольку этих двух снимков было недостаточно для вычисления надежной орбиты. Эпиметей получил свое название в 1983 году. Название Янус было утверждено Международным астрономическим союзом в то же время, хотя оно использовалось неофициально с тех пор, как Доллфус предложил его вскоре после открытия в 1966 году.

Орбита

Орбита Эпимефея коорбитальна с орбитой Януса. Средний орбитальный радиус Януса от Сатурна, по данным на 2006 год (как показано зеленым цветом на прилегающем изображении), всего на 50 км меньше, чем у Эпимефея, что меньше среднего радиуса каждой из лун. В соответствии с законами Кеплера о движении планет, более близкая орбита завершается быстрее. Из-за небольшой разницы, это происходит примерно на 30 секунд быстрее. Каждый день внутренняя луна опережает внешнюю на 0,25° по орбите вокруг Сатурна. Когда внутренняя луна догоняет внешнюю, их взаимное гравитационное притяжение увеличивает импульс внутренней луны и уменьшает импульс внешней. Этот прирост импульса приводит к увеличению расстояния внутренней луны от Сатурна и ее орбитального периода, а также к уменьшению соответствующих параметров внешней луны. Время и величина обмена импульсом таковы, что луны эффективно меняются орбитами, не сближаясь ближе, чем примерно 10 000 км. При каждой встрече орбитальный радиус Януса изменяется примерно на 20 км, а Эпимефея – примерно на 80 км: орбита Януса изменяется в меньшей степени, поскольку он в четыре раза массивнее Эпимефея. Обмен происходит приблизительно каждые четыре года; последние сближения произошли в январе 2006, 2010, 2014 и 2018 годах. Это единственная известная в Солнечной системе подобная орбитальная конфигурация спутников (хотя известно, что астероиды участвуют в подковообразных орбитах). Орбитальное взаимодействие между Янусом и Эпимефеем можно объяснить в рамках круговой ограниченной задачи трех тел, как случай, когда два спутника (при этом третьим телом является Сатурн) сопоставимы по размерам.

Физические характеристики

Есть несколько кратеров на Эпиметее диаметром более 30 км, а также крупные и мелкие хребты и борозды. Интенсивная кратерированность указывает на то, что Эпиметей, вероятно, очень стар. Янус и Эпиметей могли образоваться в результате разрушения единого родительского тела, сформировав соорбитальные спутники, но если это так, то разрушение должно было произойти на ранних этапах истории спутниковой системы. Судя по очень низкой плотности и относительно высокой альбедо, Эпиметей, по-видимому, является очень пористым ледяным телом. Однако в этих значениях существует значительная неопределенность, поэтому это требует подтверждения. Южный полюс характеризуется обширной плоской впадиной с центральным пиком, занимающей большую часть южного полушария, которая может являться остатком крупного ударного кратера. Наблюдаются два типа рельефа: более темные, гладкие участки и более светлые, слегка желтоватые, изрытые трещинами области. Одна из интерпретаций заключается в том, что темный материал очевидно сползает по склонам и, вероятно, содержит меньше льда, чем более светлый материал, который больше напоминает "почвенную породу". Тем не менее, материалы в обоих типах рельефа, вероятно, богаты водяным льдом.

Взаимодействие с кольцами

Вокруг области, занимаемой орбитами Эпимефея и Януса, обнаружено слабое пылевое кольцо, что было выявлено по изображениям, полученным космическим аппаратом "Кассини" в 2006 году в свете, рассеянном вперед. Кольцо простирается на расстояние около 5000 км по радиусу. Его источником являются частицы, выбитые с их поверхностей ударами метеороидов, которые затем формируют диффузное кольцо вдоль их орбитальных путей. Вместе с Янусом, Эпиметей выполняет функцию луны-пастуха, поддерживая чёткую внешнюю границу кольца А в орбитальном резонансе 7:6. Этот эффект становится более заметным, когда более массивный Янус находится на резонансной (внутренней) орбите.