Božská Helene

Krásná Helena, dcera Dia a Ledy, je známou postavou řecké mytologie, která inspirovala mnohé malíře, spisovatele, filmaře a další umělce. Málokdo ale ví, že podle ní byl také v roce 1988 pojmenován zvláštní malý měsíc Saturna, objevený v roce 1980 a nedlouho poté snímkovaný sondami Voyager. Jedna z prvních zvláštností, patrná aniž bychom věděli cokoliv o skutečném vzhledu Helene, je dráha tohoto měsíce. Helene totiž obíhá po téměř stejné dráze jako mnohem větší měsíc Dione v Langrangeově bodě L4 většího měsíce.
Vypadá měsíc se zvláštní dráhou nějak zvláštně?
Již zmíněné Voyagery pořídily první snímky z větší blízkosti, ale stále neukázaly víc než nepravidelné těleso, na jehož povrchu se daly vytušit snad jen velké krátery, tedy nic vyjímečného na tělese tohoto typu. Teprve kosmická sonda Cassini konečně umožnila podívat se na toto ledové "skalisko" poněkud více zblízka.

Cassini se během své dlouhé pouti (obíhá Saturn již od roku 2004) mnohokrát přiblížila a ještě příblíží ke všem měsícům, které obíhají ve vnitřních částech Saturnova systému měsíců a prstenců. Bohužel je u malých měsíců zvykem, že jen málo příležitostí se využije pro zkoumání těchto měsíců. Důvodů je mnoho a jejich rozbor by byl nadlouho, ale většinou se jedná o důvody související s bezpečností sondy nebo důvody spojené s vzájemnou kolizí různých činností v nabitém letovém plánu sondy. Poslední dobou se k tomu ve větší míře přidaly i důvody finanční (jen samotný provoz této sondy je velice drahý, stojí přes 60 miliónů dolarů ročně).
Přesto zrovna Helene patří k těm několika malým měsícům, které byly zkoumány relativně často. Do dnešního dne celkem sedmkrát během bližšího průletu (vzdálenost do 70 000 km). Poslední, sedmý, se udál 18. června minulého roku (2011) a sonda Cassini se příblížila k Helene na vzdálenost menší než 7000 kilometrů a pořídila během průletu 124 úžasných snímků. Pravda, tyto snímky mají jistou hořkou pachuť. Pokud totiž nedojde k nějakým výraznějším změnám v letovém plánu Cassini (což je nepravděpodobné), jsou to na velmi, velmi dlouhou dobu poslední takto detailní snímky Helene.
Ale zanechme chmurných myšlenek a pojďme se podívat na 35-ti kilometrový měsíc Helene.

Díky velkému množství snímků je možné z nich vytvořit plynulou animaci, znázorňující jak se jevila Helene kamerám systému ISS sondy Cassini. Přesněji úzkoúhlé kameře s vysokým rozlišením.
První animace je vytvořena z 33 jedinečných snímků, některé bez filtru, jiné se zeleným a infračerveným filtrem (filtr IR3). Snímky se zeleným filtrem byly použity v barevných kompozicích s dalšími snímky pořízenými přes červené a modré filtry (dohromady 3×14 snímků). Barevné snímky pak byly použity k obarvení snímků bez filtrů i s infračerveným filtrem. Konečná animace pak byla vytvořena pomocí programu Sqirlz Morph.
V animaci je vidět Helene s jemným barevným nádechem (Helene je barevně nevýrazné těleso) ze vzdálenosti 15 734 kilometrů. Tato vzdálenost se postupně zkracuje na nejkratší vzdálenost 6966 km, aby se posléze Cassini vzdálila na 11 212 km. V této vzdálenosti pak snímkování skončilo. Celý průlet trval hodinu a dvaadvacet minut (čas mezi 18:41:10 až 20:03:15 UTC), ale v animaci je zkrácen 100× na necelou minutu.
Mnohem zajímavější než strohá fakta o průletu sondy Cassini je ovšem vzhled samotného měsíce. Tvar tělesa měsíce je dán starými velkými krátery a na povrchu jsou patrné i malé krátery. Ale středně velkých kráterů je velmi málo. Naproti tomu je povrch v oblastech fotografovaných 18. června 2011 tvořen oblastmi drsnými, které vypadají jako nějaká starší kúra měsíce, a naopak velmi hladkými planinami. Drsné oblasti mají navíc často vzhled dlouhých a úzkých hřebenů, trošičku mi připomínajích, v kontextu toho kdo byla řecká Helena, vlasy. Vznik těchto oblastí je zatím záhadou a ještě žádný planetolog, či planetární geolog se jimi nevěnoval na odborné úrovni (tedy pokud se nepletu a nepřehlédl jsem nějaký odborný článek).

Obrázek/Figure 1. Color anaglyph of Saturnian moon Helene.
Cassini ISS (NAC camera) images N1687119382 (red filter), N1687119412 (green filter), N1687119442 (blue filter) and N1687119599 (red filter), N1687119629 (green filter), N1687119659 (blue filter).
Resolution is ~42 m/pix. Date: 18.6.2011.
Kredit/Credit: NASA/JPL/SSI/Daniel Macháček

Udělat animace průletu Cassini okolo Helene byl můj hlavní cíl, ale později jsem došel k závěru, že by byla škoda nevyužít velké množství již hotových barevných snímků k vytvoření dalších obrázků. Obrázek 1 je takovým vedlejším produktem.
Je to barevný stereoskopický anaglyf (barva je ovšem opět nevýrazná) Helene vytvořený ze snímků N1687119382 (červený filtr), N1687119412 (zelený filtr), N1687119442 (modrý filtr), N1687119599 (červený filtr), N1687119629 (zelený filtr) a N1687119659 (modrý filtr). Tyto snímky byly pořízeny všechny ve chvíli kdy se Cassini nejvíce přiblížil k Helene (pod vzdálenost 7000 km) a rozlišení dosáhlo 42 m/pix. Díky tomu je možné spatřit i detaily menší než 90 metrů.

Obrázek/Figure 2. Color cross-eye images of the Helene.
Cassini ISS (NAC) images N1687119599 (red filter), N1687119629 (green filter), N1687119659 (blue filter), N1687119816 (red filter), N1687119846 (green filter) and N1687119876 (blue filter).
Resolution is ~42 m/pix (distance was ~7,000 km). Date: 18.6.2011.
Kredit/Credit: NASA/JPL/SSI/Daniel Macháček

Další obrázek (obr.2) je opět trojrozměrný, ale tentokrát se jedná o šilhací, cross-eye verzi. Pozorný čtenář si všimne, že v obr.2 nebyly použity stejné obrázky jako v obr.1. Důvod je prostý. Anaglyf a šilhací 3D obrázky nedávají stejné výsledky, proto jsem vytvořil obě verze z mírně jiných snímků vhodnějších pro daný typ 3D vjemu. Šilhací verze má také výhodu v tom, že není problém s reprodukcí barev. Z toho důvodu je zde mírně zvýšena saturace barev, jak oproti obr.1, tak i oproti první animaci. V obr.2 je jeden použitý obrázek shodný z anaglyfovým (vytvořený ze snímků N1687119599, N1687119629, N1687119659) a druhý je barevnou kompozicí ze snímků N1687119816 (červený filtr), N1687119846 (zelený filtr) a N1687119876 (modrý filtr). Rozlišení je opět ~42 m/pix.

Obrázek/Figure 3. Color image of the Helene with enhanced colors (enhanced saturation).
Cassini ISS (NAC) images N1687119816 (red filter), N1687119846 (green filter) and N1687119876 (blue filter).
Resolution is ~42 m/pix (distance was ~7,000 km). Date: 18.6.2011.
Kredit/Credit: NASA/JPL/SSI/Daniel Macháček

K mému velkému překvapení, se jeden ze zkušebních snímků určený pro animaci, který jsem před nějakým časem uveřejnil na fóru UMSF, stal astronomickým snímkem dne (APOD). V komentářích se často lidé ptali, kdeže má být ta barva, když je měsíc evidentně šedý (i když titulek hrdě hlásá, že obrázek je barevný). Obrázek je skutečně barevný, ale je pravdou, že měsíc Helene je šedivý. Někdy je ovšem zajímavé podívat se na vesmírná tělesa v barvách nepřirozených a někdy až docela úchylných. Nedá mi to nevzpomenout na úžasné snímky českého astrofotografa Martina Myslivce, který před nějakým časem vytvořil tyto barevné snímky Měsíce. Co se stane, když obdobně extrémně zvýrazníme barvy Helene? Naskytne se nám podobný pohled jako na obr.3. U tohoto obrázku, který odpovídá levému obrázku z obr.2, jsem pouze zesílil saturaci barev a poněkud vyhladil barevnou složku. Z obrázku je ihned patrné, že barvy evidentně odpovídají různým typům útvarů na Helene. Zatímco oblasti mající drsný vzhled ("vlasy") mají žlutohnědou barvu, pak hladké oblasti jsou zelenavé. Uprostřed obrázku je hladká rovná planina, která je zbarvena dofialova. Tato oblast se projevuje jiným barevným odstínem i na dalších snímcích, takže jiný barevný odstín je skutečnou vlastností povrchu. Čím je způsoben nevím, mohu se jen domnívat, že tento rozdíl je způsoben jinou geometrií dopadajících Slunečních paprsků, materiálem s jinými vlastnostmi než v okolních planinách (jiná velikost částeček povrchového regolitu) nebo kombinací obojího.

Stejně jako se dá zesílit saturace u obrázků, je možné totéž provést i s animací. První animace se zesílenou saturací barev se tak stává i animací poslední, uzavírající tento příspěvek.