Saturnov lunin japet in njegovo nenavadno "kolobar". Kreditna slika: NASA / JPL / SSI. Kliknite za povečavo.
Ali je za opazovalca kaj bolj skrivnostnega in lepega planeta kot Saturn? Medtem ko imajo vsi štirje plinski velikani v našem osončju sistem prstana, je s Zemlje viden samo Saturn. Zaledni astronomi so že dolgo navdušeni nad pričakovanjem njegovih dveh svetlih obročev in temne delitve Cassinija, medtem ko so opazovalni teleskopi prepoznali številne ločene obroče in vrzeli. Šele na začetku osemdesetih let, ko je Voyager naredil "letenje", nismo vedeli več kot tisoč posameznih obročev, ki jih veže gravitacija Saturna in njegove številne majhne lune. Sami obroči niso nič drugega kot ledeni delci, ki segajo od prašnih mostov do balvanov. Temu zapletenemu plesu se pridružujejo sateliti - od atmosferskega Titana v merkurju do tutnjave, ekscentrično obkrožajočega Hyperiona. Od poznega 18. stoletja poznamo Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea in Iapetus. Naše študije so pokazale, da imajo štiri lune ključno vlogo pri oblikovanju Saturnovega sistema prstanov - Pan, Atas, Pandora in Prometej. Vemo, da je odsevna površina Enceladusa sestavljena iz ledu in da je Iapetus ena svetlejša ena stran kot druga ...
In morda je zbral obroč, ko je potekal skozi spremembe v orbiti.
Že od odkritja leta 1672 smo se zavedali, da je vodilna polobla Japeta v celoti temnejša od zadnje strani. Zaradi posnetkov misije Cassini decembra 2004 je bila na temni strani Iapeta odkrita prisotnost velikega ekvatorialnega grebena.
Glede na pismo o geofizičnih raziskavah, ki ga je 29. aprila predložil Paulo C.C. Freire of Arecibo Observatory, "... ta greben in temna obloga poloble, na kateri leži, sta tesno povezana in sta posledica trka z robom prvobitnega Saturnovega obroča, ki ga je na koncu povzročila nenadna sprememba orkestra Iapetusa “. Freire pravi: "Zaradi svoje edinstvene narave bomo odslej sklicevali na ekvatorialni greben Iapeta preprosto kot" Rindge ", kar pomeni, da ta značilnost ni greben v običajnem pomenu izraza; t.j. gorska veriga, ki jo povzroči tektonski proces. Ta model seveda razlaga vse edinstvene lastnosti tega satelita; in verjetno je rešitev ena najstarejših skrivnosti astronomije osončja. "
Eden od znanstvenih ciljev Cassinijevega letenja s slikanjem je bil osvetliti Iapetovo temno stran, imenovano Cassini Regio. Na presenečenje raziskovalcev je razkril velik ekvatorialni greben za razliko od vsega drugega, ki ga najdemo v osončju - greben, ki je tako simetričen glede na Cassinijev regio, da morata biti obe značilnosti povezani, kar je že prej priznal Carolyn Porco - vodja Cassinija Ekipa za slikanje. Večina namigov kaže na to, kako sta obročasti sistem in luči, ki se tvorijo, nekoč obkrožala Saturn.
Trenutno razumevanje nastanka sončnega sistema (in v manjši meri Saturnov sistem) kaže, da so se mnogi planetoidi (in protosateliti) nekoč lahko začeli v orbiti, ki so kasneje postale nestabilne. Lahko bi trčili med seboj ali jih izbrskali iz svojega sistema s tesnimi srečanji z drugimi. V primeru Saturna je možno, da bi jih lahko prikrajšali, ko so se približali Saturnovi gravitaciji in oblikovali obročne sisteme. Bližje planetu, na območju, imenovanem "Roche Cona", plimni Saturn preprečuje nastanek protosatelitov iz obročnih delcev. Da bi se teorija trčenja obročkov lahko ujemala s tistimi, ki jih je Cassini zamislil, je moral biti Iapetus ena izmed teh lun z nestabilnimi orbitami.
Dokazi kažejo na to, da je nekaj spremenilo Iapetusovo orbito, preden je trčil z materialom iz obroča. Če se to ne bi zgodilo, bi se obroč prilagodil gravitaciji Iapeta, kar dokazujejo sateliti, trenutno vgrajeni v obroče. V primeru teh satelitov - scenarij trčenja ne more biti. V okoliščinah Iapeta je bila njegova orbita nujno ekscentrična, ali med hitrostjo med Iapetusom in delci obroča ne bi obstajale razlike v hitrosti - spet ne bi prišlo do trka.
Udarec z obročem tudi kaže na to, da je imela spremenjena orbita perisaturnij na zunanjem robu cone Roche, kjer lahko obročki obstajajo daljše časovno obdobje. To je namig, da je bil Iapetus verjetno precej bližje Saturnu kot današnji orbiti. "Obstoj skorje kaže na to, da je orga Iapetusa v času trka bila ekvatorialna," pravi Freire, "sicer pa s svojim sedanjim nagibom trčenje z obročkom ne bi ustvarilo ostrega roba, ampak nekaj bolj podobnega kot modra temna prevleka vodilne poloble. " Za zaključek je satelit z ekvatorialno in ekscentrično orbito zelo velika verjetnost, da bo nadalje sodeloval z drugimi sateliti - s čimer se lahko še enkrat spremeni v drugo orbito.
Zdaj, ko smo postavili oder, kako slike tega edinstvenega lupine podpirajo teorijo? Freire pravi, da "scenarij trčenja obročkov seveda daje linearno značilnost točno na ekvatorju: to je geometrijsko presečišče obročne ravnine in površine lune s (prej) ekvatorialno orbito." Tektoniki so bili zelo pozorni, vendar takšna popolnoma linearna tvorba - ki se nahaja točno na ekvatorju - verjetno ne bi bila posledica tektonskih procesov in Iapetus ne kaže znakov vulkanske aktivnosti.
„Druga ključna značilnost kolobarja je, da se njegova višina spreminja zelo počasi z dolžino,“ pravi Freire, „To lahko pričakujemo od nalaganja materiala iz obroča, vendar takšne konstantne višine še nikoli nismo opazili pri nobeni tektonski lastnosti. Če je bil izvor otekline tektonski in je imel temno prevleko, potem ga ni treba nujno omejiti na Cassini Regio. Če bi premaz odložil, bi bilo treba lupine, ki so bile zgrajene iz notranjosti Iapeta, veliko svetlejše od okoliške površine. "
Podatki, ki jih je posredoval Cassini, so dali veliko analiz. Vzdolžna dolžina grebena je manjša od 180 stopinj, kar kaže na to, da Iapetus ni bil nikoli v celoti v območju obroča - kar kaže na to, da je ravno trčil z obročnim robom. Pomembnosti nebesne mehanike kažejo, da bi trk z obročastim robom moral povzročiti udarce delca na vzhodu glede na površino satelita. "To je pomembno opaženo dejstvo: čeprav je Cassini Regio simetričen glede na strugo v smeri sever / jug, v smeri vzhod / zahod ni tako." Ta model trka kaže, da bi bil odmik višji na zahodni strani, kjer so bili udarci bližje navpičnemu, in bi se potem počasi gibal proti vzhodu - dejstvo, ki ga podpirajo slike. Z milijoni udarnih kraterjev, ki se oblikujejo vsako sekundo vzdolž črte, bi ta vzorec postal nedvomen. Sublimacija lesov, ki jih vsebujejo udarni delci, bi ustvarila prehodno atmosfero z močnim gradientom tlaka stran od kolobarja. Ta gradient bi ustvaril hitre vetrove, ki bi lahko prenašali droben prah. Freire pravi: "V naši hipotezi je prah, ki ga odložijo takšni vetrovi, temen premaz regije, ki je danes znana kot Cassini Regio." Takšen scenarij podpirajo tudi drugi dokazi: "Temne črte, opažene na robu Cassini Regio, kažejo, da je veter, ki piha iz ekvatorja, odložil" prah ". V to se lahko prepričamo, saj Cassinijevi posnetki jasno kažejo, da se prah odlaga navzdol z robov kraterja. " Tega ne moremo upoštevati z balističnim poletom delcev iz ekvatorja, kot je predlagal vodja skupine Cassini Imaging Carolyn Porco. V današnjem Iapetusu ga ni mogoče izdelati, saj nima ozračja. Ugotovitev, da nekoč prehodno ozračje obstaja, postane neizbežno.
Ali bi lahko ta vznemirljiva spoznanja resnično vplivala na zgodnejši vpliv enega od Saturnovih prstanov? Navidez se zdi, da se koščki sestavljanke lepo prilegajo. Zahvaljujoč delu raziskovalcev, kot je Paulo Freire, smo morda rešili 333 let staro skrivnost osončja.
Napisal Tammy Plotner, z veliko zahvalo Paulo Freire za njegove prispevke.
