Credito:NASA/JPL-Caltech/Istituto di scienze spaziali
Questa vista dalla sonda spaziale Cassini della NASA mostra una struttura ondulatoria negli anelli di Saturno nota come onda di densità a spirale Janus 2:1. Risultato dello stesso processo che crea le galassie a spirale, le onde di densità a spirale negli anelli di Saturno sono molto più strettamente avvolte. In questo caso, ogni seconda cresta d'onda è in realtà lo stesso braccio a spirale che ha circondato l'intero pianeta più volte.
Questa è l'unica onda di densità maggiore visibile nell'anello B di Saturno. La maggior parte dell'anello B è caratterizzata da strutture che dominano le aree in cui potrebbero altrimenti verificarsi onde di densità, ma questa porzione più interna dell'anello B è diversa.
Il raggio da Saturno da cui ha origine l'onda (verso il basso a destra in questa immagine) è 59, 796 miglia (96, 233 chilometri) dal pianeta. In questa posizione, le particelle dell'anello orbitano attorno a Saturno due volte per ogni volta che la luna Giano orbita una volta, creando una risonanza orbitale. L'onda si propaga verso l'esterno dalla risonanza (e lontano da Saturno), in alto a sinistra in questa vista. Per ragioni che i ricercatori non comprendono del tutto, lo smorzamento delle onde da parte di strutture ad anello più grandi è molto debole in questa posizione, quindi questa onda è vista suonare per centinaia di creste d'onda luminose, a differenza delle onde di densità nell'anello A di Saturno.
L'immagine dà l'illusione che il piano dell'anello sia inclinato lontano dalla fotocamera verso l'alto a sinistra, ma questo non è il caso. A causa della meccanica di come si propaga questo tipo di onda, la lunghezza d'onda diminuisce con la distanza dalla risonanza. Così, l'angolo in alto a sinistra dell'immagine è vicino alla fotocamera tanto quanto quello in basso a destra, mentre la lunghezza d'onda dell'onda di densità è semplicemente più corta.
Questa onda è notevole perché Giano, la luna che lo genera, è in una strana configurazione orbitale. Giano ed Epimeteo condividono praticamente la stessa orbita e si scambiano luoghi ogni quattro anni. Ogni volta che avviene uno di quegli scambi di orbita, l'anello in questa posizione risponde, generando una nuova cresta nell'onda. La distanza tra ogni coppia di creste corrisponde a quattro anni dell'onda che si propaga a valle della risonanza, il che significa che l'onda vista qui codifica molti decenni della storia orbitale di Giano ed Epimeteo. Secondo questa interpretazione, la parte dell'onda in alto a sinistra di questa immagine corrisponde alle posizioni di Giano ed Epimeteo nel periodo dei sorvoli della Voyager nel 1980 e 1981, che è il momento in cui Giano ed Epimeteo furono per la prima volta dimostrati due oggetti distinti (furono osservati per la prima volta nel 1966).
Epimeteo genera anche onde in questa posizione, ma sono sommersi dalle onde di Giano, poiché Giano è la più grande delle due lune.
Questa immagine è stata scattata il 4 giugno 2017, con la telecamera ad angolo stretto della sonda Cassini. L'immagine è stata acquisita sul lato soleggiato degli anelli da una distanza di 47, 000 miglia (76, 000 chilometri) di distanza dall'area nella foto. La scala dell'immagine è 1, 730 piedi (530 metri) per pixel. L'angolo di fase, o l'angolo del sole-anello-astronave, è di 90 gradi.