Kaj je z Iapetusom?

Pin
Send
Share
Send

Čeprav je Saturnovo Luno Iapetus prvič odkril leta 1671 Giovanni Cassini, je bilo njegovo vedenje izjemno nenavadno. Šele leta 1705 je Cassini končno opazoval Iapetus na vzhodni strani, vendar je bil potreben boljši teleskop, ker je bila stran, ki jo je Iapetus predstavil, proti vzhodu polna dva temnejša. Cassini je domneval, da je to posledica svetlobne poloble, predstavljene, ko je bil Iapetus na zahodu, in temne, vidne, ko je bila proti vzhodu zaradi zaklepanja plimovanja.

Zaradi napredka v teleskopih je bil razlog za to temno ločitev predmet številnih raziskav. Prve razlage so bile objavljene v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, nedavni prispevek pa povzema dosedanje delo na tem fascinantnem satelitu in ga širi v širši kontekst nekaterih drugih Saturnovih mesecev.

Temelj za trenutni model Iapetovega neenakomernega prikaza je prvi predlagal Steven Soter, eden od soavtorjev za Carl Sagans Kozmos nanizanke. Med kolokvijem Mednarodne astronomske zveze je Soter predlagal, da bi mikrometeorit obstreljevali še eno Saturnovo luno, Pheobe, potegnili navznoter in da jo je pobral Iapetus. Ker Iapetus ves čas stoji na eni strani proti Saturnu, bi mu to podobno dalo vodilno prednost, ki bi prednostno pobrala prašne delce. Eden največjih uspehov te teorije je, da se središče temne regije, znane kot Cassini Regio, nahaja neposredno ob poti gibanja. Poleg tega so leta 2009 astronomi odkrili nov obroč okoli Saturna po Phoebejevi retrogradni orbiti, čeprav rahlo v notranjosti do Lune, in dodali sum, da bi se prašni delci morali umakniti navznoter zaradi učinka Poynting-Robertson.

Leta 2010 je ekipa astronomov, ki je pregledala slike iz misije Cassini, ugotovila, da so obarvane lastnosti, ki niso ustrezale Soterjevi teoriji. Če bi bil konec zgodbe odlaganje prahu, bi bilo pričakovati, da bo prehod med temno regijo in svetlobo zelo postopen, saj bi se kot, pod katerim bi udaril v površino, podolgovat, razširal dohodni prah. Vendar je misija Cassini razkrila, da so bili prehodi nepričakovano nenadni. Poleg tega so bili tudi svetlobni drogovi Iapeta svetli in če je bilo kopičenje prahu tako preprosto, kot je predlagal Soter, jih je treba tudi nekoliko premazati. Poleg tega je spektralno slikanje Cassini Regio pokazalo, da je njegov spekter bistveno drugačen od spektra Phoebe. Dodatna težava je bila, da se je temna površina pod vodilno stranjo podaljšala za več kot deset stopinj.

Revidirana pojasnila so takoj prišla. Cassinijeva skupina je predlagala, da je bil nenadni prehod posledica ugrezljivega grelnega učinka. Ko se je nabiral temni prah, bi absorbiral več svetlobe, jo pretvoril v toploto in pripomogel k sublimiranju več svetlega ledu. To bi posledično zmanjšalo splošno svetlost, spet povečalo ogrevanje ipd. Ker je ta učinek obarval, je lahko na enak način razložil močnejši prehod, saj bo prilagoditev kontrasta na sliki izostrila postopne prehode med barvami. Ta razlaga je tudi napovedovala, da lahko sublimirani led potuje po daljni strani lune, zamrzne in poveča svetlost na drugih straneh, pa tudi na polih.

Da bi razložili spektralne razlike, so astronomi predlagali, da Phoebe morda ni edina. Znotraj Saturnovega satelitskega sistema je več kot tri desetine nepravilnih satelitov s temnimi površinami, ki bi lahko tudi prispevali k spremembi kemične sestave. A čeprav se je to slišilo kot tesno usmerjena rešitev, bi bilo za potrditev potrebna nadaljnja preiskava. Nova študija, ki jo je vodil Daniel Tamayo z univerze Cornell, je analizirala učinkovitost, s katero bi lahko različne druge lune ustvarile prah, in verjetnost, da bi jo lahko Iapetus zakrpal. Zanimivo je, da so njihovi rezultati pokazali, da naj bi Ymir s premerom 18 km "približno tako pomemben prispevek prahu Iapetusu kot Phoebe". Čeprav nobena od drugih lun neodvisno ni bila tako močna vira prahu, je bilo ugotovljeno, da je vsota prahu, ki prihaja iz preostalih nepravilnih, temnih lun, vsaj tako pomembna kot Ymir ali Phoebe. Kot taka je ta razlaga za spektralno odstopanje dobro utemeljena.

Zadnja težava, tj. S širjenjem prahu mimo vodilne lune, je pojasnjena tudi v novem prispevku. Skupina predlaga, da ekscentričnosti v orbiti prahu omogočajo, da Luna zadene pod čudnimi koti, zunaj vodilne poloble. Takšne ekscentričnosti bi lahko zlahka nastale s sončnim sevanjem, tudi če orbita telesa, ki izvira, ni bila ekscentrična. Skupina je natančno analizirala takšne učinke in izdelala modele, ki se lahko ujemajo s porazdelitvijo prahu mimo vodilnega roba.

Zdi se, da kombinacija teh revizij zagotavlja Soterjevo osnovno premiso. Nadaljnji preizkus bi bil ugotoviti, ali so tudi drugi veliki sateliti, kot je Iapetus, pokazali znake usedanja prahu, četudi ne tako zelo razdeljena, saj večina drugih lun nima sinhrone orbite. Dejansko je bilo ugotovljeno, da ima luna Hyperion v svojih kraterjih temnejša območja, ko je bilo leta 2007 malo manj Cassinijev. Temne regije so pokazale tudi podobne spektre kot Cassini Regio. Največja luna Saturna, Titan je prav tako zaklenjen in pričakuje se, da bo na svojem vodilnem robu pometel delce, vendar se bo zaradi svoje goste atmosfere prah najverjetneje razširil na luno. Čeprav je težko potrditi, nekatere študije kažejo, da bi takšen prah lahko pripomogel k razkošju eksponatov Titana.

Pin
Send
Share
Send