Taniec orbitalny. Tego możesz nie wiedzieć o Układzie Słonecznym

Epimeteusz i Janus. Kto słyszał o takich obiektach w Układzie Słonecznym? To księżyce Saturna, jedne z wielu relatywnie niewielkich skał krążących wokół naszej zaobrączkowanej planety. Sam fakt, że krążą we wnętrzu systemu pierścieni Saturna jest już niezwykły. Ale ja nie o tym. Parę tę wybrałem na pierwszą ciekawostkę z uwagi na orbity tych księżyców. Oba księżyce o średnicy ponad 100 km krążą wokół Saturna po orbitach o promieniach różniących się zaledwie o… 50 km. Dlaczego więc jeszcze się ze sobą nie zderzyły?

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Załóżmy, że bliżej Saturna krąży Janus. Według praw Keplera okres obiegu Janusa wokół planety jest krótszy niż okres obiegu dla Epimeteusza, co sprawia, że bliższy z księżyców dogania ten dalszy. Gdy Janus znajduje się już wystarczająco blisko Epimeteusza, dochodzi do przedziwnego tańca obu księżyców. Epimeteusz zaczyna przyciągać do siebie Janusa, dzięki czemu zwalnia, podczas gdy Janus przyspiesza (biorąc pod uwagę prędkość liniową). To niechybnie doprowadziłoby do katastrofalnego w skutkach kontaktu, gdyby nie obecność Saturna, który ma tutaj decydujący głos. Spowolnienie ruchu Epimeteusza powoduje obniżenie jego orbity, podobnie jak przyspieszenie Janusa wysyła go na orbitę wyższą. Następuje swoista zamiana miejsc (nie dokładnie, gdyż masy obu księżyców różnią się) i teraz to Janus okrąża Saturna na wyższej orbicie niż jego partner do tańca. W związku z tym staje się paradoksalnie wolniejszym z tej pary, a Epimeteusz rozpoczyna 4-letni pościg za Janusem. Gdy się znów spotkają, to Epimeteusz zaprosi Janusa do tańca.

Oba księżyce Saturna nigdy się fizycznie nie mijają ani nigdy nie zderzają. Ich taniec zaczyna się, gdy dzieli je jeszcze ok. 15000 km. Można więc spać spokojnie. Co ciekawe, ich grawitacja wpływa nie tylko na ich orbity, lecz także na pobliskie pierścienie. Powszechny w Układzie Słonecznym rezonans grawitacyjny (o którym jeszcze będziemy mówić w tym cyklu) z niektórymi okruchami pyłu i lodu tworzącymi pierścienie powoduje naprzemienne oddalanie i spotkanie się ich z księżycami, a to zostawia ślad w postaci pofalowanej struktury pierścieni.

Epimeteusz i Janus są przykładem na to, że da się żyć wspólnie w jednym kosmicznym domu, wymieniając się co jakiś czas "pokojami". Z drugiej strony, są na razie jedyną znaną nam parą tak świetnie współpracujących ciał niebieskich. Może więc taka pokojowa koegzystencja nie jest łatwa do osiągnięcia w naszym świecie?

George Lucas przy projektowaniu wyglądu słynnej Gwiazdy Śmierci, znanej wszystkim fanom "Gwiezdnych wojen", nie inspirował się zdjęciami, które Mimasowi, księżycowi Saturna, zrobiła sonda Voyager. Zdjęcia Mimasa powstały w 1980 roku, trzy lata po premierze pierwszego filmu z serii. Uderzające podobieństwo budzi jednak podejrzenia. Czy Lucas miał swoich informatorów w kosmosie?

Publikacja pochodzi z miesięcznika Astronomia