El ball d'Epimeteu i Janus

El planeta Saturn és conegut per ser el planeta amb els anells més vistosos del sistema solar, però a part d’aquests anells, en òrbita al seu voltant, també es troben més de 80 llunes. Aquests satèl·lits van des de mides molt grans, com els 5.000 quilòmetres de Tità, a objectes que no arriben ni al quilòmetre i que solen estar vinculats amb l’estructura d’anells.

Hi ha una parella de satèl·lits que són extraordinàriament singulars, es tracta d’Epimeteu i Janus. Aquests dos satèl·lits són l’únic cas conegut al sistema solar de cossos coorbitals que intercanvien les seves posicions. És a dir, els dos objectes tenen òrbites pràcticament idèntiques i a més interactuen intercanviant les seves posicions orbitals.

El 15 de desembre de 1966, l’astrònom Audouin Dollfus va descobrir una nova lluna a Saturn, a la qual es va proposar anomenar Janus. Tres dies més tard, Richard L. Walker va fer una observació semblant i va trobar un objecte que es va creure que era el mateix, però un temps més tard es va saber que havia descobert sense saber-ho una nova lluna que s’anomenaria Epimeteu. Fins a l’any 1978 es va considerar que era una sola lluna (Janus), però les dificultats per entendre el seu moviment van comportar que dos investigadors, Larson i Fountain, proposessin que eren dos objectes amb un comportament singular. 

Just el 26 de gener de 1980, ara fa poc més de 40 anys, la sonda espacial Voyager I va confirmar, en apropar-se a Saturn, que es tractava de dos objectes, les actualment anomenades llunes Epimeteu i Janus. Ambdues llunes estan situades a 151.000 km de Saturn en òrbites quasi idèntiques separades només per 50 km fent una volta a Saturn cada 16 hores. 

L’objecte dels dos que es troba més a l’interior de l’òrbita, seguint les lleis de Kepler es mou més de pressa que l’exterior i dia rere dia es va avançant lleugerament, fins que al cap de vora quatre anys i després de moltes voltes torna a coincidir en posició amb l’exterior. En aquest moment, quan semblaria que han d'impactar, succeeix que per interacció gravitatòria mútua, l’exterior guanya velocitat i baixa d’òrbita mentre que l’interior es frena i puja d’òrbita, així s’intercanvien les seves posicions orbitals, fins al cap de 4 anys en què succeirà el procés invers. Aquest "ball de llunes", com sovint se l’anomena, es va poder observar per darrer cop l’any 2018 i  el proper "ball" s’espera l’any 2022.

Sabies que...?

En els planetes amb anells hi ha algunes llunes que es coneixen com a satèl·lits pastor, el seu nom obeeix al fet que amb la seva presència confinen i per tant acoten la mida d’alguna de les bandes del sistema d’anells. Epimeteu i Janus fan també de pastors d’un dèbil anell secundari vinculat a l’anell A, el més exterior dels anells brillants de Saturn.

Nota: Una versió inicial d'aquest article va ser publicada al suplement "Lectura" del diari Segre (26 de gener de 2020): https://www.segre.com/noticies/lectura/seccions/univers/2020/01/26/el_ball_epimeteu_janus_97531_2626.html