¿Ayuda a comprender esta imagen inquietante de Titán, Epimeteo y los anillos de Saturno?

El artículo del New York Times Los anillos de Saturno son esculpidos por una tripulación de mini lunas es realmente interesante y se vincula con el reciente documento con fondos de pago en Science Close Cassini sobrevuelos de las lunas de los anillos de Saturno Pan, Daphnis, Atlas, Pandora y Epimeteo.

Pero absolutamente no puedo entender una de las fotos en el artículo del NY Times, que se muestra a continuación. Titán parece ser ...

1. detrás de los anillos de Saturno, y sin embargo es
2. gran pariente el espaciamiento de los anillos, y sin embargo
3. parece estar desenfocado mientras los anillos y Epimeteo están enfocados.

¿Alguien puede ayudarme a entender cómo todo esto puede ser cierto al mismo tiempo?

En primer plano, la luna Epimeteo parece flotar sobre los anillos de Saturno. Epimeteo es eclipsada por Titán en el fondo.CréditoNASA / JPL / Space Science Institute

El Simulador del Sistema Solar JPL no muestra Epimeteo, pero sí muestra a Titán detrás de la brecha de Encke el 28/04/2006 a las 08:12 UTC.

La textura de la superficie simulada probablemente se compone de imágenes VIMS en longitudes de onda infrarrojas donde la atmósfera de Titán es relativamente transparente. En el Titán real, la neblina dispersa la luz visible con tanta fuerza que la superficie es indistinta y el borde se ve borroso.

Si alejamos, vemos que estamos mirando cerca del borde exterior de los anillos en un ángulo muy poco profundo. Es por eso que cubren menos de la mitad del diámetro aparente de 10 minutos de arco de Titán.

Como Epimeteo aparece arriba de los anillos mientras miramos desde abajo, debe estar frente a ellos.

Imágenes simuladas cortesía de NASA / JPL-Caltech

Esta página de la NASA dice que esta foto fue tomada el 28 de abril de 2006.

Usando Celestia , logré encontrar la imagen de Cassini que mejor se alinea con la foto. No coincide exactamente, pero eso es de esperar ya que los elementos orbitales calculados de todas estas lunas (y cassini) en el software no necesariamente coincidirán con la realidad con precisión.

A continuación se muestra la versión reducida de esta toma. Puedes ver Titán en el centro y Epimeteo como un punto en la parte superior. Y aquí está el disparo de arriba a abajo de Cassini a las lunas. Rodeados están Epimeteo y Titán.

Entonces, para responder a su pregunta: Titán es realmente grande en comparación con el epimeteo (aproximadamente 50x), Titán tiene una atmósfera y, por lo tanto, se ve borroso (en realidad está enfocado, todo en el espacio está muy lejos y, por lo tanto, está efectivamente en el infinito para fines de enfoque) , y los anillos son muy oblicuos, por lo que solo se ve una pequeña porción de ellos.

nota: Esta es una respuesta complementaria que agrega algunos detalles a la excelente respuesta de @ Ingolifs .

Al menos 2006-Apr-28 08:30 UTC Cassini fue tanto 1.800.000 kilometros de Titán y 667.000 kilometros de Epimeteo al mismo tiempo.

Usé los horizontes de JPL y guardé las posiciones en las coordenadas centradas del cuerpo de Saturno cada 5 minutos y luego ejecuté el script de Python a continuación para trazar. No estoy seguro de cómo obtener el plano de los anillos de esta manera fácilmente.

class Body(object):
    def __init__(self, name):
        self.name = name

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fnames = ['Titan photo Cassini horizons_results.txt',
          'Titan photo Titan horizons_results.txt',
          'Titan photo Epimetheus horizons_results.txt' ]

names  = ['Cassini', 'Titan', 'Epimetheus']

bodies = []

for name, fname in zip(names, fnames):

    with open(fname, 'r') as infile:

        lines = infile.read().splitlines()

    iSOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$SOE" in line][0]
    iEOE = [i for i, line in enumerate(lines) if "$$EOE" in line][0]

    print iSOE, iEOE, lines[iSOE], lines[iEOE]

    lines = zip(*[line.split(',') for line in lines[iSOE+1:iEOE]])

    JD  = np.array([float(x) for x in lines[0]])
    pos = np.array([[float(x) for x in lines[i]] for i in 2, 3, 4])
    vel = np.array([[float(x) for x in lines[i]] for i in 5, 6, 7])

    body = Body(name)
    bodies.append(body)
    body.JD  = JD
    body.pos = pos
    body.vel = vel

Cassini, Titan, Epimetheus = bodies

r_Titan      = np.sqrt(((Cassini.pos - Titan.pos     )**2).sum(axis=0))
r_Epimetheus = np.sqrt(((Cassini.pos - Epimetheus.pos)**2).sum(axis=0))

hours = 24 * (JD - JD[0])

r_Titan_target      = 1.8E+06 
r_Epimetheus_target = 6.67E+05

hours_Titan      = hours[np.argmax(r_Titan < r_Titan_target)]
hours_Epimetheus = hours[np.argmax(r_Epimetheus[30:] > r_Epimetheus_target)+30]

print hours_Titan, hours_Epimetheus
if True:    
    fig = plt.figure()

    plt.subplot(2, 1, 1)
    plt.plot(hours, r_Titan)
    plt.plot(hours, 1.8E+06 * np.ones_like(r_Titan), '-k')
    plt.ylabel('Cassini-Titan distance (km)', fontsize=16)

    plt.subplot(2, 1, 2)
    plt.plot(hours, r_Epimetheus)
    plt.plot(hours, 6.67E+05 * np.ones_like(r_Epimetheus), '-k')
    plt.ylabel('Cassini-Epimetheus distance (km)', fontsize=16)
    plt.xlabel('2006-Apr-28 hours', fontsize=16)

    plt.show()