Epimetheus (vệ tinh)

Epimetheus

Ảnh chụp bởi tàu Cassini vào ngày 3 tháng 12 năm 2007
Khám phá
Khám phá bởi	Richard Walker
Ngày phát hiện	18 tháng 12 năm 1966
Tên định danh
Tên định danh	Saturn XI
Phiên âm	/ɛpɪˈmiːθiːəs/[1]
Đặt tên theo	Ἐπιμηθεύς Epimētheus
Tính từ	Epimethean /ɛpɪˈmiːθiːən/[2]
Đặc trưng quỹ đạo[3]
Kỷ nguyên 31 tháng 12 năm 2003 (JD 2 453 005,5)
Bán trục lớn	151410±10 km
Độ lệch tâm	0,0098
Chu kỳ quỹ đạo	0,694333517 ngày
Độ nghiêng quỹ đạo	0,351°±0,004° (so với xích đạo của Sao Thổ)
Vệ tinh của	Sao Thổ
Đặc trưng vật lý
Kích thước	129,8 × 114 × 106,2 km [4]
Bán kính trung bình	58,1±1,8 km [4]
Thể tích	≈ 780000 km3
Khối lượng	(5,266±0,006)×1017 kg [4]
Mật độ trung bình	0,640±0,062 g/cm³ [4]
Hấp dẫn bề mặt	0,0064–0,011 m/s² [4]
Tốc độ vũ trụ cấp 2	≈ 0,035 km/s
Chu kỳ tự quay	đồng bộ
Độ nghiêng trục quay	không
Suất phản chiếu	0,73±0,03 (hình học) [5]
Nhiệt độ	≈ 78 K

Epimetheus là một vệ tinh bên trong của Sao Thổ. Nó cũng được biết tới là Saturn XI. Nó được đặt tên theo vị thần Epimetheus trong thần thoại, anh em của Prometheus.

Epimetheus về cơ bản có chung một quỹ đạo với vệ tinh Janus. Các nhà khoa học đã cho rằng chỉ có một thiên thể trong quỹ đạo đó (họ không thể tin được rằng hai vệ tinh lại có thể chia sẻ chung một quỹ đạo gần như tương đồng mà không va chạm với nhau^[6]), và theo đó đã có những khó khăn trong việc xác định đặc điểm quỹ đạo của chúng. Các quan sát thời đó chủ yếu là ảnh chụp và cách xa nhau về mặt thời gian, vậy nên mặc dù sự xuất hiện của hai thiên thể thì không rõ ràng nhưng các quan sát này rất khó để có thể dung hòa với một quỹ đạo hợp lý.^[7]

Audouin Dollfus quan sát một vệ tinh vào ngày 15 tháng 12 năm 1966,^[8] và ông đề xuất cái tên "Janus" cho nó.^[9] Vào 18 tháng 12, Richard Walker cũng có một quan sát tương tự mà giờ được cho là sự kiện khám phá ra vệ tinh Epimetheus.^[10] Tuy nhiên, vào thời điểm đó, các nhà khoa học tin rằng đó chỉ là một vệ tinh duy nhất, được biết đến chưa chính thức là "Janus", ở trong quỹ đạo đó.^[6]

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.^[11] Điều này được xác nhận vào năm 1980 bởi tàu Voyager 1,^[12] và do đó Larson và Fountain chính thức chia sẻ việc phát hiện vệ tinh Epimetheus cùng với Walker.^[6]

Vệ tinh Epimetheus được chính thức đặt tên vào năm 1983.^[a] Cái tên Janus được IAU chấp thuận vào cùng thời điểm, mặc dù cái tên này đã được sử dụng không chính thức kể từ khi Dollfus đề nghị nó không lâu sau sự kiện phát hiện nó vào năm 1966.^[6]

Quỹ đạo của vệ tinh Epimetheus thì có chung quỹ đạo với của vệ tinh Janus. 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,^[13] 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.^[14]

Có một vài hố va chạm trên vệ tinh Epimetheus có đường kính lớn hơn 30 km, có cả những chóp nhọn và rãnh khe. Sự va chạm rộng lớn này cho thấy rằng vệ tinh Epimetheus có lẽ đã khá già. Vệ tinh Janus và Epimetheus có lẽ đã hình thành từ một vụ vỡ vụn của một thiên thể duy nhất để hình thành các vệ tinh có cùng quỹ đạo, nhưng nếu vậy thì vụ vỡ vụn này hẳn phải diễn ra sớm trong lịch sử của hệ thống vệ tinh. Với khối lượng riêng rất thấp và suất phản chiếu khá cao, có vẻ như vệ tinh Epimetheus là một thiên thể băng rất rỗng.^[6] Tuy nhiên, có rất nhiều sự không chắc chắn trong những giá trị này, và do đó nó vẫn cần được xác nhận.

Cực nam cho thấy thứ có thể là những gì còn lại của một vụ va chạm cực lớn bao phủ phần lớn bề mặt vệ tinh này, và điều này có thể chịu trách nhiệm cho hình dạng khá là bẹt của mảng phía nam của vệ tinh Epimetheus.^[6]

Có vẻ như có hai dạng địa hình: những khu vực phẳng và tối hơn, và địa hình đứt gãy, hơi có màu vàng hơn và sáng hơn. Một lời lý giải cho hiện tượng này là các vật chất tối hơn hiển nhiên đã trượt xuống các sườn dốc, và hẳn có lượng băng thấp hơn những vật chất sáng hơn, mà có vẻ như là "đá nền". Dù sao thì, vật chất ở cả hai địa hình đều có khả năng giàu nước đá.^[15]

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.^[16] 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.^[17][18]

• 
  Epimetheus đi qua cái bóng của Vành F, được chụp bởi tàu Voyager 1 (NASA)
• 
  Epimetheus - bay ngang qua (6 tháng 12 năm 2015)

Ghi chú

Trích dẫn

Nguồn

• El Moutamid, M.; và đồng nghiệp (ngày 1 tháng 10 năm 2015). “How Janus' Orbital Swap Affects the Edge of Saturn's A Ring?”. arXiv:1510.00434. Bibcode:2016Icar..279..125E. doi:10.1016/j.icarus.2015.10.025. Chú thích journal cần |journal= (trợ giúp)
• Fountain, J. W.; Larson, S. M. (1978). “Saturn's ring and nearby faint satellites”. Icarus. 36: 92–106. Bibcode:1978Icar...36...92F. doi:10.1016/0019-1035(78)90076-3.
• Gingerich, Owen (ngày 3 tháng 1 năm 1967). “Probable New Satellite of Saturn”. IAU Circular. 1987. Bản gốc (discovery) lưu trữ ngày 25 tháng 7 năm 2011. Truy cập ngày 28 tháng 12 năm 2011.
• Gingerich, Owen (ngày 6 tháng 1 năm 1967). “Possible New Satellite of Saturn”. IAU Circular. 1991. Truy cập ngày 28 tháng 12 năm 2011.
• Gingerich, Owen (ngày 1 tháng 2 năm 1967). “Saturn X (Janus)” (naming Janus). IAU Circular. 1995. Truy cập ngày 28 tháng 12 năm 2011.
• “PIA08328: Moon-Made Rings”. Photojournal. JPL/NASA. ngày 11 tháng 10 năm 2006. Truy cập ngày 29 tháng 12 năm 2011.
• “PIA09813: Epimetheus Revealed”. Photojournal. JPL/NASA. ngày 11 tháng 1 năm 2008. Truy cập ngày 29 tháng 12 năm 2011.
• “The Dancing Moons”. Cassini Solstice Mission. JPL/NASA. ngày 3 tháng 5 năm 2006. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 6 năm 2011. Truy cập ngày 29 tháng 12 năm 2011.
• “NASA Finds Saturn's Moons May Be Creating New Rings”. Cassini Solstice Mission. JPL/NASA. ngày 11 tháng 10 năm 2006. Bản gốc lưu trữ ngày 12 tháng 2 năm 2012. Truy cập ngày 29 tháng 12 năm 2011.
• “Epimetheus”. Cassini Solstice Mission. JPL/NASA. Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 11 năm 2016. Truy cập ngày 17 tháng 12 năm 2016.
• Leverington, David (2003). Babylon to Voyager and beyond: a history of planetary astronomy. Cambridge University Press. ISBN 0-521-80840-5.
• Marsden, Brian G. (ngày 30 tháng 9 năm 1983). “Satellites of Jupiter and Saturn”. IAU Circular. 3872. Bản gốc lưu trữ ngày 25 tháng 7 năm 2011. Truy cập ngày 23 tháng 12 năm 2011.
• Spitale, J. N.; Jacobson, R. A.; Porco, C. C.; Owen, W. M., Jr. (2006). “The orbits of Saturn's small satellites derived from combined historic and Cassini imaging observations” (PDF). The Astronomical Journal. 132 (2): 692–710. Bibcode:2006AJ....132..692S. doi:10.1086/505206.
• Thomas, P. C. (tháng 7 năm 2010). “Sizes, shapes, and derived properties of the saturnian satellites after the Cassini nominal mission” (PDF). Icarus. 208 (1): 395–401. Bibcode:2010Icar..208..395T. doi:10.1016/j.icarus.2010.01.025. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 23 tháng 12 năm 2018. Truy cập ngày 29 tháng 9 năm 2017.
• Verbiscer, A.; French, R.; Showalter, M.; Helfenstein, P. (ngày 9 tháng 2 năm 2007). “Enceladus: Cosmic Graffiti Artist Caught in the Act”. Science. 315 (5813): 815. Bibcode:2007Sci...315..815V. doi:10.1126/science.1134681. PMID 17289992. Truy cập ngày 20 tháng 12 năm 2011. (supporting online material, table S1)
• Williams, G.A.; Murray, C.D. (tháng 3 năm 2011). “Stability of co-orbital ring material with applications to the Janus-Epimetheus system”. Icarus. 212 (1): 275. Bibcode:2011Icar..212..275W. doi:10.1016/j.icarus.2010.11.038.
• Llibre, J.; Ollé, M. (ngày 11 tháng 11 năm 2011). “The motion of Saturn coorbital satellites in the restricted three-body problem”. Astronomy and Astrophyics. 378 (3). Bibcode:2001A&A...378.1087L. doi:10.1051/0004-6361:20011274. Truy cập ngày 17 tháng 12 năm 2016.
• Williams, Matt (ngày 14 tháng 9 năm 2015). “The moons of Saturn”. Universe Today. Phys.org. Truy cập ngày 17 tháng 12 năm 2016.

 Bài viết này kết hợp tài liệu thuộc phạm vi công cộng từ website hay thư mục thuộc NASA.

Media related to Epimetheus (moon) at Wikimedia Commons

• Epimetheus Profile Lưu trữ 2007-06-10 tại Wayback Machine by NASA's Solar System Exploration
• The Planetary Society: Epimetheus
• Cassini Images of Epimetheus Lưu trữ 2020-08-20 tại Wayback Machine
• 'Solar System Dynamics' by Murray and Dermott The standard text on the subject, describes the orbits in detail.
• QuickTime animation of co-orbital motion from Murray and Dermott
• Cassini image of Janus and Epimetheus near the time of their orbital swap.
• Epimetheus nomenclature from the USGS planetary nomenclature page