Janus (kuu)

Janus ehk Saturn X on üks Saturni kaaslastest. Nime on ta saanud vanarooma mütoloogia jumaluse Januse järgi. Janus ja temaga kaasorbitaalne Epimetheus liiguvad väga lähestikku paiknevatel orbiitidel. Nende orbiitide suurus erineb vaid 50 km. Astronoomid arvasid algul, et tegemist on ühe taevakehaga, mis liigub ühel orbiidil, ja segasid kahe taevakeha vaatlusandmed kokku. Januse avastajaks peetakse Audouin Dollfusi, kes seda kuud 15. detsembril 1966 esimesena märkas. Kuid samas ei olnud kindlust, kas objekt, mida ta nägi, oli Janus või Epimetheus. Taevakeha sai ajutiseks tähiseks S/1966 S 2. Janust oli pildistanud juba 29. oktoobril 1966 Jean Texereau, kuid ta ei tundnud teda pildilt ära ega saanud aru, et tegu oli Janusega. 18. detsembril 1966 märkas Richard Walker samal orbiidil samalaadset objekti; seda peetakse Epimetheuse avastamiseks. Oktoobris 1978 taipasid Stephen M. Larson ja John W. Fountain, et 1966. aasta vaatlusi saab kõige paremini seletada kahe erineva objekti olemasoluga (Janus ja Epimetheus), mis asuvad väga sarnastel orbiitidel. Seda kinnitas ka 1980. aastal Voyager 1 kogutud vaatlusandmed. Janust on hiljem vaadeldud mitu korda ning pandud talle ka eri nimesid. 1. septembril 1979 märkas seda kosmosesond Pioneer 11, mille kolm laenguga osakeste detektorit täheldasid ta "varju" olemasolu (nimetati S/1979 S 2). 19. veebruaril 1980 nägid Janust ka Dan Pascu (nimetati S/1980 S 1) ja seejärel 23. John W. Fountain, Stephen M. Larson, Harold J. Reitsema ja Bradford A. Smith (nimetati S/1980 S 2). Janus on saanud nime kahenäolise Rooma jumala Januse järgi. Kuigi see nimi olevat pakutud välja üsna varakult pärast Janus avastamist 1966. aastal, ametlikult kinnitati see alles aastal 1983. Samal ajal kinnitati ka Epimetheuse nimi. Januse pind on tihedalt täis kraatreid, millest mitme läbimõõt on kuni 30 km. Piklikke, lineaarseid vorme on vähe. Januse pind tundub olevat vanem kui Prometheuse pind, kuid noorem kui Pandoral. Tema väga madala tiheduse ja suure albeedo tõttu arvatakse, et Janus on struktuurilt väga urbne, jäisest pudist koosnev moodustis. Januse orbiidi kõrgus Saturni pinnast on pidevas perioodilises muutumises. Selle põhjuseks on gravitatsiooniline vastasmõju temaga kaasorbitaalse kuu Epimetheusega, millele ta ligikaudu iga nelja aasta tagant läheneb kaugusele umbes 15 000 km. Orbiidi kõrguse muutus toimub seetõttu, et kui nad lähenevad üksteisele, siis vahetavad nad energiat (gravitatsiooniline vastasmõju), mille tulemuseks on, et madalam upitatakse kõrgemale orbiidile ja kõrgemal asuv lastakse kukkuda madalamale orbiidile, ehk üks kuu tõmbab oma gravitatsiooniga teise kuu madalamale orbiidile, liikudes ise samal ajal kõrgemale orbiidile. Nii nad järelikult vahetavad kohti. Kuna madalam orbiit on pikkuse poolest lühem kui kõrgem, siis üks kuudest liigub teisest kiiremini, samal ajal kui teine jääb maha. Kui nüüd madalamal orbiidil olevale kuule umbes 4 aasta pärast kiiremini liikuv kuu mööda orbiidiringi tagant järgi jõuab, toimubki gravitatsioonilise vastasmõju tõttu orbiitide vahetus, muutes varem madalamal orbiidil kiiremini liikunud kuu kõrgemal orbiidil aeglasemini liikuvaks ja vastupidi. Kuigi Janus ja Prometheus kohtuvad kiiruste erinevuse tõttu oma ringjatel orbiitidel, ei möödu nad teineteisest kunagi. Eri kiirustel ümber Saturni tiireldes muutub ainult nende kuude vaheline kaugus orbiidi ringjoonel (nii maha jäädes kui järgi jõudes lähim kaugus ligikaudu 15 000 km), kuid nende järjestus üksteise suhtes jääb samaks. Kuna nende diameetrid (Janusel ligikaudu 180 km, Epimetheusel 120 km) on suuremad kui nende vaheline orbiitide kaugus (50 km) siis üksteisest mööduma hakkamisel põrkaksid nad kokku. Janus on Epimetheusest umbes 4 korda raskem ning seetõttu muutub sellisel "orbiidilisel tantsul" ka tema orbiidi kaugus Saturnist 4 korda vähem. Januse ja Epimetheuse orbiite hõlmaval alal on märgatud ka ähmase rõnga olemasolu. Seda märgati 2006. aastal kosmosesondi Cassini tehtud piltidel, kui see joonistus välja valguse hajuspeegeldumise tõttu tolmuosakestelt. Selle rõnga laiuseks on umbes 5000 km ning ta on arvatavalt tekkinud meteoriidikokkupõrgete tulemusel nende kuude pinnalt paisatud osakeste tõttu, millest on tekkinud mööda orbiidi trajektoori laialiulatuv rõngas. Janus, nagu see paistis Voyager 2-le 25.08.1981 Janus ja Prometheus üks ühel pool, teine teisel pool Saturn rõngaid Cassini pildil, 29.04.2006 Janus Saturni taustal (Cassini, 2006) Cassini tehtud pilt Janusest 20.02.2008 Varjud Janusel. Pildistatud 33 000 km kauguselt (200 m piksli kohta) 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". The Astronomical Journal 132 (2): 692–710. Bibcode :2006AJ....132..692S DOI:10.1086/505206 Thomas, P. C. (2010) "Sizes, shapes, and derived properties of the saturnian satellites after the Cassini nominal mission". The Astronomical Journal 132 (2): 692–710. Bibcode 2010Icar..208..395T DOI:10.1016/j.icarus.2010.01.025 Verbiscer, A.; French, R.; Showalter, M.; Helfenstein, P. (2007)."Enceladus: Cosmic Graffiti Artist Caught in the Act". Science 315 (5813): DOI:[ http://www.sciencemag.org/content/315/5813/815 10.1126/science.1134681] PMID 17289992 Vaadatud 15.04.2014 X on siin Rooma 10. Emily Lakdawalla (2006) The Orbital Dance of Epimetheus and Janus Vaadatud: 14.04.2014 Gingerich, Owen (1967) "Probable New Satellite of Saturn" IAU Circular 1987. Vaadatud: 14.04.2014 Janus Vaadatud: 14.04.2014 Gingerich, Owen (1967) "Possible New Satellite of Saturn" IAU Circular 1991. Vaadatud: 15.04.2014 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 Solar System Exploration: Planets. NASA. 4. aprill 2011. Vaadatud: 15.04.2014 Marsden, Brian G. (1979) "New Ring and Satellites of Saturn" IAU Circular 3417. Vaadatud: 15.04.2014 Marsden, Brian G. (1980) "Saturn" IAU Circular 3454. Vaadatud: 15.04.2014 Marsden, Brian G. (1980). "1980 S 2" IAU Circular 3456. Vaadatud: 15.04.2014 Gingerich, Owen (1967) "Saturn X (Janus)" IAU Circular 1995. Vaadatud: 15.04.2014 "NASA Finds Saturn's Moons May Be Creating New Rings" Cassini Solstice Mission. JPL/NASA. 11. oktoober 2006. Vaadatud: 15.04.2014 "PIA08328: Moon-Made Rings" Photojournal. JPL/NASA. 11.10.2006. Vaadatud: 15.04.2014