Epimeteo occupa essenzialmente la stessa orbita di Giano. Gli astronomi ritenevano inizialmente che ci fosse un solo corpo celeste in quell'orbita e incontravano difficoltà nel determinare le caratteristiche orbitali, tentando di conciliare le osservazioni di due corpi distinti considerandole come un oggetto singolo.
È stato osservato da Audouin Dollfus il 15 dicembre 1966,[4] che propose il nome "Giano" (Janus).[5] Il 18 dicembre Richard Walker effettuò un'osservazione simile e per questo oggi viene riconosciuto come scopritore.[6] Tuttavia all'epoca si pensava che ci fosse un solo satellite, conosciuto ufficiosamente come "Giano", che occupava quell'orbita.
Dodici anni dopo, nell'Ottobre 1978, Stephen M. Larson e John W. Fountain capirono che le osservazioni del 1966 potevano essere spiegate dalla presenza di due oggetti distinti (Giano ed Epimeteo) che condividevano orbite molto simili.[7] Questa ipotesi venne confermata nel 1980 dalla sonda Voyager 1,[8] quindi Walker, Larson e Fountain vengono ufficialmente considerati come co-scopritori di Epimeteo.
La scoperta della sonda Voyager era stata chiamata temporaneamente S/1980 S 3, e venne chiamata ufficialmente "Epimeteo" nel 1983,[9] Il nome Giano fu approvato dalla IAU nello stesso anno, anche se il nome era stato usato ufficiosamente fin dalla proposta di Dollfus dal 1966.
Relazioni tra le orbite di Epimeteo e Giano
Epimeteo (a destra) e Giano (a sinistra)Immagine della sonda Cassini di Epimeteo e Titano
Giano ed Epimeteo sono "co-orbitali", cioè condividono la stessa orbita; il raggio orbitale di Giano è attualmente solo di 50 km inferiore a quello di Epimeteo, un valore inferiore alle dimensioni del satellite stesso. In base alle leggi di Keplero, l'orbita più corta viene completata in un tempo più breve, ma la differenza è di soli 30 secondi. Tuttavia il satellite più interno si allontana da Saturno ogni giorno di ¼°.[non chiaro]
Tuttavia quando il satellite interno si avvicina al satellite esterno la loro mutua attrazione gravitazionale aumenta la quantità di moto della luna interna e indebolisce quella esterna. A questo punto il satellite esterno perde una quantità di moto uguale e scende in un'orbita inferiore, accelerando. Quindi i satelliti si "scambiano" le orbite e si separano nuovamente, senza sorpassarsi e senza neppure avvicinarsi eccessivamente dato che la loro distanza non è mai inferiore a 10.000 km. Lo scambio avviene una volta ogni circa quattro anni, le ultime si sono verificate nel Gennaio 2006[10], 2010, 2014 e 2018 mentre la prossima si verificherà nel 2022. Date le differenze di massa, l'orbita Giano è aumentata di circa 20 km e quella di Epimeteo diminuita di circa 80 km. In base alle attuali conoscenze, questa disposizione è unica nel sistema solare.
Questa relazione tra le orbite può essere compresa come un'applicazione del problema dei tre corpi, dove il terzo corpo è costituito da Saturno e le due lune hanno approssimativamente la stessa dimensione.
Gli asteroidi troiani e l'orbita a ferro di cavallo di 3753 Cruithne rispetto alla Terra costituiscono altri esempi di questo problema, oltre a dozzine di altri oggetti.[11]
Caratteristiche fisiche
Epimeteo.Epimeteo attraversato dall'ombra dell'anello F, ripreso dalla sonda Voyager 1
Su Epimeteo sono presenti diversi crateri con diametri maggiori di 30 km, assieme a piccole e grandi creste e solchi. L'estesa craterizzazione indica che Epimeteo dovrebbe essere piuttosto antico. Potrebbe derivare, assieme a Giano, da un singolo corpo successivamente disgregatosi in due oggetti distinti; in questo caso la disgregazione deve essere avvenuta nella fase iniziale della formazione del sistema satellitare. Dalla sua densità molto bassa e dalla sua relativamente alta albedo, si pensa che si tratti di un corpo ghiacciato e poroso, tuttavia questi dati non sono certi, e devono essere confermati.
Il polo sud mostra quelli che sembrano i resti di un grande cratere da impatto che copriva gran parte della superficie del satellite e che potrebbe spiegare la forma un po' appiattita della parte meridionale di Epimeteo.
Sembra che ci siano due tipi di terreno: il primo scuro e liscio, il secondo più brillante, un po' più giallastro e fratturato. È possibile che il materiale più scuro sia scivolato lungo i pendii e che abbia un contenuto di ghiaccio inferiore al materiale più chiaro. Entrambi potrebbero comunque contenere ghiaccio d'acqua.[12]
Anello di polveri
Nella regione di spazio occupata da Epimeteo e Giano è presente un tenue anello di polveri, come è stato rivelato dalle immagini in luce diffusa diretta riprese dalla sonda Cassini nel 2006. Questo anello ha un diametro di circa 5.000 km.[13] L'anello è formato dalle polveri emesse dalla superficie del satellite in seguito ad impatti meteoritici, polveri che vanno a formare un anello diffuso attorno al percorso orbitale.[14]
Note
Annotazioni
^La pronuncia sdrucciola Epimèteo, alla latina, è oggi quella più comune;[1] in alternativa, è possibile l'accentazione parossitona Epimetèo, alla greca.[2][3]
«La pronuncia greca è sostanzialmente stabile [...] Nei nomi propri in -eo [...] ma per alcuni nomi è ugualmente diffusa l'accentazione latina: Epimèteo, Promèteo, Tìdeo e pochi altri.»
^Transactions of the International Astronomical Union, Vol. XVIIIA, 1982 (confirms Janus, names Epimetheus, Telesto, Calypso) (mentioned in IAUC 3872: Satellites of Jupiter and Saturn 1983 September 30)
