Contestaré usando Encelado, pero las respuestas son similares para cualquier otra luna bloqueada por las mareas. Los valores dados se basan en cálculos trigonométricos que utilizan los tamaños reales de Saturno y las órbitas de sus lunas.
La respuesta a esta pregunta depende significativamente de dónde se encuentre en la luna. En aras de esta explicación, usaré los grados cartesianos estándar de un círculo para describir la órbita de la luna, con Saturno en el origen y el sol directamente a 90 °, mirando hacia abajo en el sistema de Saturno desde la parte superior. La siguiente imagen tiene tamaños y distancias a la escala adecuada, con Encelado colocado a 90 °. (El sol no se muestra).
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Como referencia, el diámetro de Saturno es de 120,536 km, y Encelado orbita a una distancia promedio de 237,994 km, demorando 32.9 horas en completar su órbita.
(1) Si estuvieras del lado de la luna frente a Saturno (el lado pro- saturno), tendrías una compleja serie de amaneceres y puestas de sol, con el sol saliendo sobre el horizonte oriental de Encelado cuando la luna estaba a 180 ° (en el extremo izquierdo de su órbita) y luego se coloca detrás de la extremidad (horizonte) de Saturno cuando la luna entra en la sombra de Saturno a 255.3 ° en su órbita. El sol una vez más “se elevaría” sobre la extremidad de Saturno cuando la luna sale de la sombra de Saturno a 284.7 ° en su órbita, y luego se pone nuevamente en el horizonte occidental de Encelado justo después de que la luna volvió a 0 °. Tal vez de manera poco intuitiva, la parte más oscura de la órbita de la luna desde esa perspectiva sería en realidad cuando tu lado de la luna miraba directamente al sol, porque Saturno estaría entre tú y el sol. Sumado a esto, cuando se enfrentaba lejos del sol, se enfrentaría a Saturno, lo que reflejaría significativamente más luz solar que la luna llena en la Tierra, lo que significa que aunque se enfrentaría lejos del sol, todavía sería luz suficiente para ver bastante bien. Aunque Encelado solo estaría dentro de la sombra de Saturno durante alrededor del 8.1% de su órbita de 32.9 horas, desde este lado pro-saturno, solo vería el sol directamente alrededor del 41.9% de la órbita total de la luna de 32.9 horas, en dos duraciones de alrededor de 6.9 horas cada una. Vale la pena señalar que desde esta perspectiva, Saturno se mantendría fijo directamente sobre la cabeza todo el tiempo.
(2) Si estuvieras en el polo norte o sur de Encelado, verías el sol todo el tiempo, excepto el 29,3% de la órbita que estaba realmente dentro de la sombra de Saturno . El sol nunca se pondría sobre Encelado, y la única vez que no lo verías sería cuando la luna estuviera directamente a la sombra de Saturno, que duraría solo unas 2.7 horas. Desde esta perspectiva, Saturno permanecería fijo en el horizonte, medio levantado, todo el tiempo.
(3) Si estuvieras en el lado antisaturiano de la luna , tu visión del Sol sería completamente independiente de la sombra de Saturno , ya que el único momento en que estarías en la sombra de Saturno sería cuando estuvieras de espaldas al sol de todos modos . De hecho, una persona que vive en el otro lado de Encelado nunca vería a Saturno, ya que siempre estaría en el lado opuesto de la luna. Esto significa que el sol sería visible durante exactamente la mitad de la órbita de la luna de 32.9 horas, y no sería visible para la otra mitad, lo que llevaría a un día de 16.45 horas y una noche de 16.45 horas.
(4) Finalmente, si estuvieras ubicado a 90 ° del punto de la luna pro-Saturno , a cada lado (en el “polo” oriental u occidental, mirando desde la superficie de Saturno, a veces referido como el “líder “Y” postes “), experimentarías un día muy similar al que se ve en el lado anti-Saturno. Desde el polo este, el sol saldría sobre Encelado cuando la luna estuviera a 90 ° en su órbita, y luego se pondría detrás de Saturno cuando la luna estuviera a 255.3 ° en su órbita. Desde el polo occidental, el sol saldría sobre Saturno cuando la luna estuviera a 284.7 ° en su órbita, y se pondría sobre Encelado cuando la luna estuviera a 90 ° en su órbita. En cualquier caso, el día ocuparía aproximadamente el 45.9% de la órbita de la luna, y la noche tomaría aproximadamente el 54.1% (15.1 horas y 17.8 horas, respectivamente). Desde esta perspectiva, Saturno parecería fijo en el horizonte.
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Si bien los principios aquí se aplican a cualquier luna bloqueada por la marea, los porcentajes y tiempos reales varían ampliamente según el tamaño de las órbitas de las lunas. Titán, por ejemplo, tiene una órbita mucho más amplia en relación con el diámetro de Saturno, por lo que un porcentaje mucho menor de su órbita estaría a la sombra de Saturno:
Como referencia, el diámetro de Saturno es de 120,536 km, y Titán orbita a una distancia promedio de 1,221,870 km, demorando 382.7 horas (15.95 días terrestres) para completar su órbita.
Titán entra en la sombra de Saturno a 267.2 ° en su órbita y sale a 272.8 °. Dados estos números, Titán está solo dentro de la sombra de Saturno durante aproximadamente el 1.6% de su órbita de aproximadamente 16 días terrestres. Pasar por cada uno de los escenarios anteriores da los siguientes valores:
(1) Un observador en el lado pro-Saturno experimentaría dos “días” de 92.7 horas cada uno, uno de 180 ° a 267.2 °, y el otro de 272.8 ° a 0 °. También experimentarían una “media noche” de alrededor de ocho días de 0 ° a 180 ° en la órbita de Titán, en la que Saturno pasaría de un cuarto de fase (encerado) a completo (a 90 °) y luego a un cuarto de fase (menguante) de nuevo (a 180 °). Pero debido a la distancia de la órbita de Titán, el Saturno “completo” que refleja la luz del sol no sería tan impresionante como en Encelado.
(2) Un observador en uno de los polos de Titán vería el sol durante todo menos 6 horas de la órbita de Titán de 16 días terrestres.
(3) Un observador en el lado anti-Saturno de Titán podría ni siquiera saber que Saturno estaba allí, y experimentaría un “día” que duraba ocho días terrestres, seguido de una “noche” que también tenía ocho días terrestres. .
(4) Un observador en el “polo” oriental u occidental de Titán experimentaría casi el mismo ciclo día / noche que un observador antisaturiano, pero la “noche” de 8 días terrestres sería 3 horas más larga y el 8 -El “día” del día de la Tierra sería 3 horas más corto.
Antes de terminar con Titán, también vale la pena señalar que con la gruesa capa de nubes en Titán, nunca verías el sol ; simplemente aparecería como un punto brillante indistinto en el cielo, similar a un día nublado en la Tierra.
Como ya he mencionado, y como hemos visto con Encelado y Titán, el tamaño de la órbita de la luna en relación con el tamaño de Saturno hace una gran diferencia en la cantidad de sol que vería un observador. Tener varias lunas orbitando el mismo planeta también significa que habría eclipses, conjunciones, etc. frecuentes, en los cuales una luna podría bloquear brevemente al sol desde la perspectiva de otra luna. Para ilustrar este punto, aquí hay una tabla de las principales lunas de Saturno (excepto Iapetus, que orbita lo suficiente como para dificultar la visión de las lunas internas), con tamaños y órbitas a escala:
Como nota final, debido a la inclinación axial de Saturno de 27 °, los anillos de Saturno también bloquearían y reflejarían el sol en varios momentos durante la órbita de cualquier luna importante, apareciendo a veces como un arco brillante a través de la oscuridad del espacio, y a veces como una línea delgada.
