JANUS & EPIMETHEUS
 
 

Die Entdeckungsgeschichte von Janus und Epimetheus wäre eigentlich allein schon ein Thema für sich:

Am 3. Januar 1967 bis dahin waren neun Saturnmonde entdeckt worden veröffentlichte
Dr. Audouin Dollfus, dass er einen zehnten Saturnmond auf drei Fotoplatten, die er am 15.,
16. bzw. 17. Dezember 1966 aufgenommen hatte, entdeckt habe (in Wahrheit hatte er ihn
am 15. auf acht Platten aufgenommen, am 16. nur vielleicht und am 17. gar nicht). Da sich
dessen Umlaufbahn in der Nähe des A-Ringes (äußeren Hauptringes) des Saturn befindet,
der den gesuchten Mond zu überstrahlen drohte, beobachtete er zu einem Zeitpunkt, zu
dem die Saturnringe von der Erde aus von der Kante her zu sehen und somit so gut
wie unsichtbar waren.
 
 
 


 
 
 
 
 

Daraufhin teilte am 6. Januar 1967 Richard L. Walker Jr. mit, er habe am 18. Dezember auf
vier Fotoplatten einen hellen Fleck aufgenommen, der vermutlich der neue Saturnmond sei.
In Wahrheit hatte er jedoch mindestens einen, vermutlich sogar zwei weitere Saturnmonde,
also einen elften und einen zwölften, aufgenommen. Da er sich darüber nicht im Klaren war,
ist es allerdings fraglich, ob er als Entdecker eines dieser Monde bezeichnet werden kann.

  Dollfus errechnete anhand aller ihm zur Verfügung stehenden Beobachtungen eine Umlaufbahn
für "den" neu entdeckten Mond, die daher nicht korrekt war. Am 1. Februar 1967 schlug er
für ihn den Namen Janus vor, unwissentlich passenderweise, wie weiter unten noch erläutert
wird. Janus war der Schutzgott der Ein- und Ausgänge sowie von Anfang und Ende, der
also zwei Seiten in sich vereint und daher mit zwei in entgegengesetzte Richtungen
blickenden Gesichtern dargestellt wird. Er gilt als Statthalter Saturns.
 
 
 
 
 

Janus
 
 
 
 
 

Durch die Analyse der verfügbaren Beobachtungen von 1966 zeigten dann John W. Fountain
und Stephen M. Larson in einem 1976 verfassten und 1977 erschienen Artikel, dass diese
Beobachtungen nicht auf ein einziges Objekt zurückgeführt werden können, sodass es außer
dem von Dollfus entdeckten Mond mindestens einen weiteren bis dahin unentdeckten Saturn-
mond gibt, den sie durch die Angabe einer zweiten Umlaufbahn nun entdeckt haben wollten.

  Allerdings korrigierten sie die von Dollfus inkorrekt angegebene Umlaufbahn von Janus nur
geringfügig und gingen somit genauso irrtümlich wie Dollfus davon aus, dass dieser und
Walker ein und dasselbe Objekt aufgenommen hatten. Die zweite von ihnen angegebene
Umlaufbahn, die die übrigen Sichtungen allesamt vom Dollfus-Objekt erklären sollte,
war unüberraschenderweise nur eine deutlich bessere Annäherung an Janus' wahre
Umlaufbahn, sodass sie einige der für ihre Analyse herbeigezogenen in Wahrheit das
Dollfus-Objekt zeigenden Aufnahmen für einen elften Saturnmond hielten, dessen
Entdeckung sie mithin beanspruchten, hingegen die in Wahrheit das Walker-Objekt
zeigenden für den von Dollfus entdeckten Mond (Janus) hielten. Zwar gaben sie in
einer Tabelle an, dass die von Dollfus angegebenen Positionen beiden Objekten
zugeordnet werden können, jedoch kamen sie nicht darauf, dass Dollfus dann
auch ebenso gut das als zweites angegebene Objekt gesehen haben könnte, das
dann der wahre Janus wäre, und dass Walker somit den anderen, also den elften
Saturnmond gesehen haben könnte. Daher kann auch ihnen die Entdeckung
des elften Saturnmondes wohl nicht zugesprochen werden.
 
 
 

Korrekte englische Aussprache von "Janus" (14 KB)
 
 

  Immerhin trug der Artikel von Fountain und Larson dazu bei, dass provisorische
Bezeichnungen für Beobachtungen von möglichen Monden eingeführt wurden.
So erhielt das Objekt mit der von Dollfus angegebenen Umlaufbahn ("Janus")
dann die (provisorische) Bezeichnung 1966 S 1 und jenes mit der zweiten von
Fountain und Larson angegebenen Umlaufbahn die Bezeichnung 1966 S 2.
Ende 1979 zeichnete sich ab, dass das Objekt 1966 S 1 nicht existiert.
 
 
 
 
 

Janus, im Hintergrund Saturnring
 
 
 
 
 

  Am 6. März 1980 vermeldete Dale P. Cruikshank, dass er am 26. Februar einen
Mond auf der (korrekten) Umlaufbahn von Janus aufgenommen hatte, der sich
diesmal tatsächlich als ein elfter Saturnmond herausstellte, der koorbital mit
Janus ist, d. h. sich mit ihm eine Umlaufbahn teilt (mehr dazu unten).
 
 

1982 bekamen die beiden Monde die Namen Janus (wie einst vorgeschlagen) bzw. Epimetheus
(nach dem Titanen, dem Sohn von Saturns Bruder Iapetus, also dem Bruder Prometheus', der
außerdem der Ehemann Pandoras ist; griechisch für "der erst im nachhinein Denkende").
Janus erhielt die Bezeichnung Saturn X und Epimetheus Saturn XI.
 
 
 
 
 

Epimetheus
 
 
 
 
 

Aus der Gruppe der kleineren, sich innerhalb der Mimasbahn bewegenden Saturnmonde ist Janus mit einem
Durchmesser von ca. 197 km x 193 km x 156 km (im Mittel 181 km) der größte; Epimetheus ist immerhin
noch ca. 139 km x 108 km x 106 km (im Mittel ca. 117 km) groß. Es ist möglich, dass die beiden Monde
durch das Entzweibrechen eines einzigen Mondes infolge einer größeren Kollision während der
Entstehung des Saturnsystems entstanden sind.
 
 

Animation von Janus (280 KB)
 
 

Sowohl Janus als auch Epimetheus haben eine sehr geringe Dichte (Janus ca. 0,61 g/cm³,
Epimetheus ca. 0,63 g/cm³). Daher sind sie porös und bestehen vermutlich im
wesentlichen aus Eis.
 
 

Janus' Oberfläche ist stark verkratert und scheint älter als die weniger verkraterte Oberfläche Prometheus',
aber jünger als die von Pandora zu sein. Sie weist mehrere Krater mit Durchmessern von über
30 Kilometern, aber nur wenige geradlinige Merkmale auf.
 
 
 
 
 

Janus
 
 
 
 
 

Korrekte englische Aussprache von "Epimetheus" (13 KB)
 
 
 
 
 

Epimetheus' Oberfläche ist sogar sehr stark verkratert, was darauf hinweist, dass sie mehrere
Milliarden Jahre alt ist. Es gibt dort sowohl mehrere Krater mit Durchmessern von über
30 Kilometern als auch große und kleine Bergrücken, Täler und Rillen.
 
 
 
 
 

Epimetheus
 
 
 
 
 

Das Besondere an dem Mondpaar ist, dass ihre großen Bahnhalbachsen mit derzeit 151440 km (entsprechend
ca. 2,513 Saturnradien Janus) bzw. 151490 km (entsprechend ca. 2,514 Saturnradien Epimetheus) nur
um 50 km voneinander abweichen, was weniger als jeder ihrer Durchmesser ist! Außerdem sind ihre
Umlaufzeiten minimal voneinander verschieden: für einen Umlauf braucht derzeit Janus 0,6945 Tage
(= 16 Stunden 40 Minuten 8 Sekunden) und Epimetheus 0,6949 Tage (= 16 Stunden 40 Minuten
38 Sekunden), woraus man mit der Formel t = PP'/(P-P') berechnen kann, dass die beiden
sich genau alle 4 Jahre begegnen und eigentlich kollidieren müssten!
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 

Aber statt einer Kollision passiert bei einer Begegnung etwas anderes: Kurz bevor der innere, schnellere Mond
den äußeren eingeholt hat, gewinnt er von ihm etwas Drehimpuls und kommt dadurch auf eine etwas mehr
außen gelegene Umlaufbahn, was ihn wiederum abbremst; der andere Mond verliert hingegen etwas
Drehimpuls und kommt so auf eine etwas mehr innen gelegene Bahn, wodurch er beschleunigt wird. So
kehren Janus und Epimetheus in regelmäßigen Zeitabständen ihre Rangfolge um, ohne dass der eine
den anderen überholt: der 7. Mond wird zum 8. und umgekehrt, wobei die Bahn des massereicheren
Janus weniger verändert wird als die des masseärmeren Epimetheus, und zwar erstere um ca. 20 km
und letztere um ca. 80 km. (Eine sehr schöne Animation dazu befindet sich hier.) Die letzte derartige
Begegnung fand im Januar 2014 statt, die nächste wird dann im Januar 2018 sein. Ob die
Beziehung der beiden Monde stabil ist oder ob es doch irgendwann zu einer Kollision
kommen wird, ist noch nicht geklärt.
 
 
 
 
 


Aufnahme von Epimetheus vom 20. Mai 2005 von der Raumsonde Cassini
aus einer Entfernung von ca. 345000 km
 
 
 
 
 

JANUS  in  Kürze

 
 Bezeichnung  Saturn X
 Entdeckungsjahr  1966/67
 Entdecker  Audouin Dollfus
 Durchmesser  Ca. 197 km x 193 km x 156 km
 Rang  7. (bis Januar 2018)
 Große Bahnhalbachse  151440 km =
 ca. 2,513 Saturnradien
 Umlaufzeit  0,6945 Tage
 Besonderheit  Koorbital mit Epimetheus

 
 

EPIMETHEUS  in  Kürze

 
 Bezeichnung  Saturn XI
 Entdeckungsjahr  1980 (?)
 Entdecker  Dale P. Cruikshank (?)
 Durchmesser  Ca. 139 km x 108 km x 106 km
 Rang  8. (bis Januar 2018)
 Große Bahnhalbachse  151490 km =
 ca. 2,514 Saturnradien
 Umlaufzeit  0,6949 Tage
 Besonderheit  Koorbital mit Janus
 

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Dies waren Janus & Epimetheus. Als nächstes erwartet Euch hier ein
weiterer Jupitermond. Seid gespannt auf
 

I o



 
 

Hauptquellen:

Janus:
- Entdeckung: IAUC 1987 (1967)
- Durchmesser: berechnet nach
--- Thomas, P. C.: "The shapes of small satellites", Icarus 77 (1989), S. 248-274
--- http://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_phys_par (Thomas, P. C. 2004)
- Große Bahnhalbachse: Porco, C. C. u. a.: "Cassini Imaging Science: Initial Results on Saturn's Rings and Small Satellites",
- Science 307 (2005), Nr. 5713 (25. Februar), S. 1226-1236 in Verbindung mit Jet Propulsion Laboratory, Cassini Solstice Mission, o. J., 
- http://saturn.jpl.nasa.gov/science/moons/epimetheus/
- Umlaufzeit: berechnet mithilfe des dritten Keplerschen Gesetzes, angewendet auf Janus' Umlaufzeit vor seinem Rangtausch 
- mit Epimetheus nach Jet Propulsion Laboratory, Solar System Dynamics Group: Horizons On-Line Ephemeris System, 2005, 
- http://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons und Janus' große Bahnhalbachsen vor und nach dem Rangtausch

Epimetheus:
- Entdeckung: John W. Fountain und Stephen M. Larson: "A New Satellite of Saturn?", Science 197 (1977), Nr. 4306 (26. August), S. 915-917.
- J. W. Fountain und S. M. Larson: "Saturn's Ring ans Nearby Faint Satellites", Icarus 36 (1978), Nr. 1, S. 92-106.
- S. M. Larson u. a.: "The 1966 Observations of the Coorbiting Satellites of Saturn, S10 and S11", Icarus 46 (1981), Nr. 2, S. 175-180.
- C. F. Yoder, S. P. Synnott und H. Salo: "Orbits and Masses of Saturn's Co-Orbiting Satellites, Janus and Epimetheus", 
- The Astronomical Journal 98 (1989), Nr. 5, S. 1875-1889
- Durchmesser: Thomas, P. C., Black, G. J. und Nicholson, P. D.: "Hyperion: rotation, shape, and geology from Voyager images",
- Icarus 117 (1995), S. 128-148
- Große Bahnhalbachse: Porco, C. C. u. a.: "Cassini Imaging Science: Initial Results on Saturn's Rings and Small Satellites",
- Science 307 (2005), Nr. 5713 (25. Februar), S. 1226-1236 in Verbindung mit Jet Propulsion Laboratory, Cassini Solstice Mission, o. J., 
- http://saturn.jpl.nasa.gov/science/moons/epimetheus/
- Umlaufzeit: berechnet mithilfe des dritten Keplerschen Gesetzes, angewendet auf Janus' Umlaufzeit vor seinem Rangtausch 
- mit Epimetheus nach Jet Propulsion Laboratory, Solar System Dynamics Group: Horizons On-Line Ephemeris System, 2005, 
- http://ssd.jpl.nasa.gov/?horizons und die großen Bahnhalbachsen von Janus vor und von Epimetheus nach dem Rangtausch