Janus (vệ tinh)

Janus Biểu tượng Janus
Janus được chụp bởi Cassini vào ngày 7 tháng 4 năm 2010: hình ảnh toàn đĩa có độ phân giải cao nhất cho đến nay
Khám phá
Khám phá bởiAudouin Dollfus
Ngày phát hiện15 tháng 12 năm 1966
Tên định danh
Tên định danh
Saturn X
Phiên âm/ˈdʒeɪnəs/[1]
Đặt tên theo
Jānus
Tính từJanian /ˈdʒeɪniən/[2][3]
Đặc trưng quỹ đạo[4]
Kỷ nguyên ngày 31 tháng 12 năm 2003
(JD 2 453 005,5)
151460±10 km
Độ lệch tâm0,0068
0,694660342 ngày
Độ nghiêng quỹ đạo0,163°±0,004°
(so với xích đạo của Sao Thổ)
Vệ tinh củaSao Thổ
Đặc trưng vật lý
Kích thước203 × 185 × 152,6 km [5]
Bán kính trung bình
89,5±1,4 km [5]
Thể tích≈ 716000 km3
Khối lượng(1,8975±0,0006)×1018 kg [5]
Mật độ trung bình
0,63±0,03 g/cm³ [5]
0,011–0,017 m/s2 [5]
đồng bộ
không
Suất phản chiếu0,71±0,02 (hình học) [6]
Nhiệt độ76 K

Janus là một vệ tinh bên trong của Sao Thổ. Nó cũng được biết đến là Saturn X. Nó được đặt tên theo vị thần Janus trong thần thoại.

Lịch sử

Phát hiện

Vệ tinh Janus được phát hiện bởi Audouin Dollfus vào ngày 15 tháng 12 năm 1966[7] và được đặt ký hiệu tạm thời là S/1966 S 2. Trước đó, Jean Texereau đã chụp được ảnh của vệ tinh Janus vào ngày 29 tháng 10 năm 1966 mà không nhận ra nó. Vào ngày 18 tháng 12, Richard Walker quan sát một vật thể có cùng quỹ đạo với vệ tinh Janus, nhưng vị trí của nó không thể được thống nhất với các quan sát trước đó. Mười hai năm sau, vào tháng 10 năm 1978, Stephen M. Larson và John W. Fountain nhận ra rằng những quan sát vào năm 1966 có thể được giải thích một cách tốt nhất bởi hai vật thể tách biệt (vệ tinh Janus và vệ tinh Epimetheus) có cùng một quỹ đạo rất giống nhau,[8] Walker giờ được tôn vinh là người khám phá ra vệ tinh Epimetheus.[9] Voyager 1 xác nhận hình thể quỹ đạo này vào năm 1980.[10]

Lịch sử quan sát

Janus được quan sát vào các dịp sau đó và được đặt những ký hiệu tạm thời khác nhau. Ba máy dò hạt năng lượng của Pioneer 11 dò được "bóng" của nó khi tàu thăm dò bay qua Sao Thổ vào ngày 1 tháng 9 năm 1979 (S/1979 S 2.[11]) Janus được quan sát bởi Dan Pascu vào ngày 19 tháng 2 năm 1980 (S/1980 S 1,[12]) và sau đó là bởi John W. Fountain, Stephen M. Larson, Harold J. Reitsema và Bradford A. Smith vào ngày 23 tháng 2 năm 1980 (S/1980 S 2.[13])

Tên gọi

Vệ tinh Janus được đặt tên theo vị thần La Mã hai mặt Janus. Mặc dù cái tên này được đề xuất một cách không chính thức ngay sau lần phát hiện năm 1966 ban đầu,[14] nhưng phải đến tận năm 1983 nó mới được đặt tên chính thức,[a] khi vệ tinh Epimetheus cũng được đặt tên.

Từ điển tiếng Anh Oxford liệt kê dạng tính từ của tên của vệ tinh này là Janian.

Quỹ đạo

Epimetheus (thấp hơn ở bên trái) và Janus (bên phải) vào ngày 20 tháng 3 năm 2006, hai tháng sau khi đổi quỹ đạo. Hai vệ tinh này xuất hiện gần nhau chỉ bởi vì phối cảnh; thực tế, vệ tinh Janus xa tàu Cassini hơn khoảng 40,000 km so với Epimetheus.
Mô tả hệ quy chiếu quay của quỹ đạo móng ngựa của vệ tinh Janus và Epimetheus

Quỹ đạo của vệ tinh Janus thì có chung quỹ đạo với của vệ tinh Epimetheus. Bán trục lớn của vệ tinh Janus từ Sao Thổ là, vào năm 2006 (được biểu thị bằng màu xanh lá ở trong ảnh), chỉ ít hơn của vệ tinh Epimetheus 50 km, một khoảng cách nhỏ hơn cả bán kính trung bình của cả hai vệ tinh. Theo những định luật của Kepler về chuyển động thiên thể, quỹ đạo gần hơn thì sẽ được hoàn thành nhanh hơn. Bởi vì sự khác biệt nhỏ nên nó được hoàn thành chỉ sớm hơn 30 giây. Mỗi ngày, vệ tinh bên trong lại xa ra khỏi Sao Thổ thêm 0.25° so với vệ tinh bên ngoài. Khi vệ tinh bên trong bắt kịp được với vệ tinh bên ngoài, lực hấp dẫn lẫn nhau của chúng làm tăng động lượng của vệ tinh bên trong và làm giảm động lượng của vệ tinh bên ngoài. Động lượng thêm vào này nghĩa là khoảng cách của vệ tinh bên trong tới Sao Thổ và chu kỳ quỹ đạo của nó sẽ tăng lên, và của vệ tinh bên ngoài sẽ giảm đi. Các vệ tinh này trên thực tế sẽ đổi quỹ đạo cho nhau, không bao giờ tiếp cận gần hơn 10,000 km. Cứ mỗi lần gặp nhau, bán kính quỹ đạo của vệ tinh Janus thay đổi ~20 km và của vệ tinh Epimetheus là ~80 km: quỹ đạo của vệ tinh Janus ít bị ảnh hưởng hơn bởi vì nó lớn hơn vệ tinh Epimetheus gấp bốn lần. Sự hoán đổi này diễn ra gần như cứ bốn năm một lần; lần tiếp cận gần cuối cùng diễn ra vào tháng 1 năm 2006,[15] 2010 và 2014, và tiếp theo sẽ là vào năm 2018. Đây là trường hợp duy nhất được biết tới có dạng quỹ đạo này trong Hệ Mặt Trời.[16]

Đặc điểm vật lý

Vệ tinh Janus bị va chạm mạnh với một số hố va chạm lớn hơn 30 km, nhưng có ít các đặc điểm chiều dài. Bề mặt của vệ tinh Janus có vẻ cổ hơn của vệ tinh Prometheus nhưng lại trẻ hơn của vệ tinh Pandora.

Vệ tinh Janus có trọng lượng riêng rất thấp và suất phản chiếu khá cao, tức là rất có khả năng nó chứa nhiều băng và rất rỗng.

Tương tác với các vành đai

Một vành đai bụi mờ hiện hữu quanh khu vực tồn tại quỹ đạo của vệ tinh Janus và Epimetheus, như đã được thấy trong các bức ảnh được chụp dưới ảnh sáng tán xạ thẳng bởi tàu vũ trụ Cassini vào năm 2006. Vành đai có độ rộng vào khoảng 5000 km.[17] Nguồn của nó là các hạt bị thổi bay khỏi bề mặt bởi các va chạm thiên thể, sau đó tạo thành một vành đai khuếch tán quanh đường đi quỹ đạo của nó.[18]

Cùng với vệ tinh Epimetheus, vệ tinh Janus duy trì rìa sắc nét của Vành A bởi một cộng hưởng quỹ đạo 7:6. Ảnh hưởng này trở nên rõ ràng hơn khi Janus to lớn hơn nằm trong quỹ đạo (bên trong) cộng hưởng[16]

Hình ảnh

  • Janus chụp bởi tàu Voyager 2 (25 tháng 8 năm 1981).
    Janus chụp bởi tàu Voyager 2 (25 tháng 8 năm 1981).
  • Vệ tinh Janus và Prometheus nằm trên và dưới các vành đai của Sao Thổ (29 tháng 4 năm 2006).
    Vệ tinh Janus và Prometheus nằm trên và dưới các vành đai của Sao Thổ (29 tháng 4 năm 2006).
  • Vệ tinh Janus and Tethys (đằng sau) gần các vành đai của Sao Thổ (27 tháng 10 năm 2015).
    Vệ tinh Janus and Tethys (đằng sau) gần các vành đai của Sao Thổ (27 tháng 10 năm 2015).
  • Vệ tinh Janus ở trước Sao Thổ, được chụp bởi tàu Cassini (25 tháng 9 năm 2006).
    Vệ tinh Janus ở trước Sao Thổ, được chụp bởi tàu Cassini (25 tháng 9 năm 2006).
  • Vệ tinh Janus được chụp bởi tàu Cassini (20 tháng 2 năm 2008).
    Vệ tinh Janus được chụp bởi tàu Cassini (20 tháng 2 năm 2008).
  • Vệ tinh Janus khuyết (30 tháng 6 năm 2008).
    Vệ tinh Janus khuyết (30 tháng 6 năm 2008).

Ghi chú

  1. ^ Transactions of the International Astronomical Union, Vol. XVIIIA, 1982 (confirms Janus, names Epimetheus, Telesto, Calypso) (mentioned in IAUC 3872: Satellites of Jupiter and Saturn, ngày 30 tháng 9 năm 1983)

Tham khảo

  1. ^ “Janus”. Từ điển tiếng Anh Oxford . Nhà xuất bản Đại học Oxford. (Subscription or participating institution membership required.)
  2. ^ JPL (ca. 2008) Cassini Equinox Mission: Janus
  3. ^ Carter (1919) The gates of Janus
  4. ^ Spitale Jacobson et al. 2006.
  5. ^ a b c d e Thomas 2010.
  6. ^ Verbiscer French et al. 2007.
  7. ^ IAUC 1987.
  8. ^ Fountain & Larson 1978.
  9. ^ IAUC 1991.
  10. ^ Solar System, NASA: Janus.
  11. ^ IAUC 3417.
  12. ^ IAUC 3454.
  13. ^ IAUC 3456.
  14. ^ IAUC 1995.
  15. ^ JPL/NASA: The Dancing Moons.
  16. ^ a b El Moutamid et al 2015.
  17. ^ JPL/NASA: Moon-Made Rings.
  18. ^ JPL/NASA: Creating New Rings.

Đọc thêm

Liên kết ngoài

Tư liệu liên quan tới Janus (moon) tại Wikimedia Commons