Місячний Япет Сатурна та його дивна «шкіра». Кредит зображення: NASA / JPL / SSI. Натисніть, щоб збільшити
Чи є для спостерігача більш загадкова і красива планета, ніж Сатурн? Хоча всі чотири газові гіганти нашої Сонячної системи мають кільцеву систему, з Землі видно лише Сатурн. Астрономи на задньому дворі вже давно захоплюються свідками його двох яскравих кілець і темного поділу Кассіні, тоді як обсерваторські телескопи визначили багато окремих кілець і прогалин. Лише до початку 1980-х років, коли Вояджер зробив його "пролітним", нам було відомо про тисячу окремих кілець, пов'язаних з силою тяжіння Сатурна та його багатьох маленьких місячних. Самі кільця - це не що інше, як крижані частинки, розміром від пилових моток до валунів. До цього заплутаного танцю приєднуються супутники - від атмосферного титану розміром Меркурія до каламутного, ексцентрично обертаного Гіперіона. З кінця 18 століття ми знаємо про Титан, Мімус, Енцелад, Тетіс, Діону, Рею та Япет. Наші дослідження показали, що чотири місяці відіграють ключову роль у формуванні кільцевої системи Сатурна - Пан, Атас, Пандора та Прометей. Ми знаємо, що дуже відбиваюча поверхня Енцелада складається з льоду і що Iapetus набагато яскравіше однією стороною, ніж іншою ...
І, можливо, зібрав кільце, коли він пронісся через зміни орбіти.
З моменту її відкриття в 1672 році нам відомо, що провідна півкуля Япету повністю настільки темніша, ніж задня сторона. Завдяки зображенням місії Кассіні, зроблених у грудні 2004 року, на темній стороні Іапета було виявлено наявність великого екваторіального хребта.
Згідно з листом геофізичних досліджень, поданим Пауло К.С. 29 квітня. Фрейр з обсерваторії Аресібо, "... цей хребет і темне покриття півкулі, на якій він лежить, тісно пов'язані між собою і є результатом зіткнення з краєм споконвічного сатурнівського кільця, врешті викликаного раптовою зміною орбіти Япету ”. Каже Фрейр, "Через свою унікальну природу ми відтепер будемо називати екваторіальний хребет Япету просто як" Рідж ", щоб означати, що ця ознака не є хребтом у звичному розумінні цього терміна; тобто гірський ланцюг, викликаний тектонічним процесом. Ця модель природно пояснює всі унікальні особливості цього супутника; і, ймовірно, це рішення однієї з найдавніших таємниць в астрономії Сонячної системи ».
Однією з наукових цілей "Кассіні-Регіо" було пролити трохи світла на темну сторону Япета. На подив дослідників, він виявив велику екваторіальну гряду на відміну від усього іншого, що зустрічається у Сонячній системі - хребет, настільки симетричний відносно регіону Кассіні, що дві особливості повинні бути пов'язані, як визнав раніше Керолін Порко - голова Кассіні Команда зображень. Більшість доказів вказують на те, як кільцева система і місяці, що формуються, колись обходили Сатурна.
Сучасне розуміння утворення Сонячної системи (і, меншою мірою, сатурнівської системи) свідчить про те, що багато планетоїдів (і протосупутників), можливо, колись заводилися на орбітах, які згодом стали нестабільними. Вони могли зіткнутися один з одним або бути викинуті зі своєї системи при близьких зустрічах з іншими. Що стосується Сатурна, можливо, вони могли бути пошкоджено, коли вони наближалися до сили тяжіння Сатурна і утворювали кільцеві системи. Ближче до планети, в районі, відомому як "зона Рош", припливний потяг Сатурна запобігає утворенню протосупутників з кільцевих частинок. Для того, щоб теорія зіткнення кілець відповідала тому, що уявляв Кассіні, Іапетус повинен був бути однією з цих лун з нестабільними орбітами.
Докази вказують на те, що щось змінило орбіту Япета перед зіткненням з кільцевим матеріалом. Якби цього не сталося, кільце пристосувалося б до тяжкості Іапета, про що свідчать супутники, що зараз вкладені в кільця. У випадку із цими супутниками - сценарій зіткнення не може відбутися. За обставини Япета, його орбіта була обов'язково ексцентричною, інакше різниці швидкостей між Япетом і частинками кільця не було б і знову - жодних зіткнень не відбулося б.
Удар обручем також дозволяє припустити, що ця змінена орбіта мала перисатурій на зовнішньому краю Зони Рош, де кільця можуть існувати довші періоди часу. Це підказка, що Іапет був, напевно, набагато ближчий до Сатурна, ніж його теперішня орбіта. «Існування корінця говорить про те, що орбіта Япета на момент зіткнення була екваторіальною, - каже Фрейр, - інакше при його нинішньому нахилі зіткнення з кільцем не призведе до гострого краю, а щось більше, як мудре темне покриття провідної півкулі ». На закінчення, у супутника з екваторіальною та ексцентричною орбітою є дуже велика ймовірність подальшої взаємодії з іншими супутниками - забезпечуючи можливість знову перейти на іншу орбіту.
Тепер, коли ми поставили підґрунтя, як зображення цієї унікальної шкірки підтримують теорію? За словами Фрейра, «сценарій зіткнення кілець, природно, створює лінійну особливість саме на екваторі: це геометричне перетин площини кільця та поверхні Місяця з (раніше) екваторіальною орбітою». Тектоніка була дуже уважно розглянута, але таке ідеально лінійне утворення - розташоване саме на екваторі - навряд чи є результатом тектонічних процесів, і Япет не виявляє ознак вулканічної активності.
«Ще однією ключовою особливістю шкірки є те, що її висота змінюється надзвичайно повільно з довготою, - каже Фрейр, - Цього можна очікувати від осадження матеріалу з кільця, але такої постійної висоти ніколи не спостерігалося жодної тектонічної особливості. Якщо походження шкірки було тектонічним і передувало темному покриттю, то воно не повинно обмежуватися лише Кассіні Регіо. Якщо воно відклало покриття, то шкурка, побудована з обшивки з внутрішніх приміщень Япету, повинна бути набагато яскравішою, ніж навколишня поверхня ».
Був проведений значний аналіз інформації, яку надав Кассіні. Поздовжня довжина гребеня становить менше 180 градусів, що говорить про те, що Япету ніколи повністю не знаходився в межах кільця - це свідчить про те, що він просто зіткнувся з краєм кільця. Міркування небесної механіки вказують на те, що зіткнення з краєм кільця повинно викликати рух удару частинки на схід відносно поверхні супутника. "Це пояснює важливий спостережуваний факт: хоча Cassini Regio є симетричним відносно шкірки в напрямку північ / південь, це не так у напрямку схід / захід". Ця модель зіткнення дозволяє припустити, що шкіра буде вищою на західній стороні, де удари були ближче до вертикалі, а потім повільно відступить, рухаючись на схід - факт, що підтверджується зображеннями. Оскільки мільйони кратерів ударів утворюються щосекунди по лінії, ця модель стане безпомилковою. Сублімація льодів, що містяться в ударних частинках, створювала б перехідну атмосферу з сильним градієнтом тиску від шкірки. Цей градієнт створював би швидкі вітри, здатні переносити дрібний пил. Каже Фрейр, "У нашій гіпотезі пил, осаджений такими вітрами, є темним покриттям регіону, відомого сьогодні як Кассіні Регіо". Такий сценарій підтверджується іншими свідченнями: «Темні смуги, помічені на межі Кассіні Регіо, свідчать про те, що вітер, що дме з екватора, осаджує« пил ». Ми можемо бути впевнені в цьому, оскільки зображення Кассіні чітко показують, що пил осідає вниз від ободок кратера ». Цього не можна пояснити балістичним польотом частинок з екватора, як це запропонував лідер команди Cassini Imaging, Carolyn Porco. Він не може вироблятися в сучасному Іапеті, оскільки в ньому немає атмосфери. Висновок про те, що колись минула атмосфера існувала, стає неминучим.
Невже ці захоплюючі результати можуть бути наслідком більш раннього впливу одного з кілець Сатурна? Звичайно, схожі наводи, що шматочки головоломки акуратно поєднуються. Завдяки роботі, виконаній дослідниками, такими як Пауло Фрейр, ми, можливо, вирішили 33-річну таємницю Сонячної системи.
Автор Таммі Плотнер з великою подякою Паулу Фрейру за його внесок.
