Hva er det med Iapetus?

Pin
Send
Share
Send

Selv om Saturns måne Iapetus først ble oppdaget i 1671 av Giovanni Cassini, var oppførselen ekstremt underlig. Det var først i 1705 at Cassini endelig observerte Iapetus på østsiden, men det tok et bedre teleskop fordi siden Iapetus presenterte da den mot øst var hele to størrelser mørkere. Cassini antok at dette skyldtes en lett halvkule, presentert da Iapetus var i vest, og en mørk, synlig da den var mot øst på grunn av tidevannslåsing.

Med fremskritt i teleskoper har grunnen til dette mørke skillet vært gjenstand for mye forskning. De første forklaringene kom på 1970-tallet, og en fersk artikkel oppsummerer arbeidet som er gjort så langt på denne fascinerende satellitten, samt utvidet den til den større konteksten for noen av Saturns andre måner.

Grunnlaget for den nåværende modellen av Iapetus ujevn skjerm ble først foreslått av Steven Soter, en av medforfatterne til Carl Sagans Cosmos serie. Under et kollokvium av Den internasjonale astronomiske unionen foreslo Soter at mikrometeoritt-bombardement av en annen av Saturns måner, Pheobe, drev innover og ble plukket opp av Iapetus. Siden Iapetus alltid holder den ene siden mot Saturn, vil dette på samme måte gi den en forkant som fortrinnsvis vil plukke opp støvpartiklene. En av de store suksessene med denne teorien er at sentrum av den mørke regionen, kjent som Cassini Regio, ligger direkte langs bevegelsesveien. I tillegg oppdaget astronomer i 2009 en ny ring rundt Saturn, etter Phoebes retrogradbane, selv om den var litt indre for månen, og la til mistanken om at støvpartiklene skulle drive innover, på grunn av Poynting-Robertson-effekten.

I 2010 bemerket et team av astronomer som gjennomgikk bildene fra Cassini-oppdraget, at fargeleggingen hadde egenskaper som ikke helt stemte med Soters teori. Hvis avsetting fra støv var slutten av historien, var det forventet at overgangen mellom det mørke området og lyset ville være veldig gradvis ettersom vinkelen der de ville slå overflaten, ville bli langstrakt og spre det innkommende støvet. Cassini-oppdraget avslørte imidlertid at overgangene var uventet brå. I tillegg var Iapetus 'stolper også lyse, og hvis støvansamlingen var så enkel som Soter hadde antydet, bør de også være litt belagt. Videre avslørte spektral avbildning av Cassini Regio at spekteret var spesielt annerledes enn Phoebe. Et annet potensielt problem var at den mørke overflaten strakte seg over den ledende siden med mer enn ti grader.

Reviderte forklaringer kom lett frem. Cassini-teamet antydet at den brå overgangen skyldtes en løpsoppvarmingseffekt. Når det mørke støvet samlet seg, ville det absorbere mer lys, konvertere det til varme og bidratt til å sublimere mer av den lyse isen. Dette vil igjen redusere den totale lysstyrken og øke oppvarmingen og så videre. Siden denne effekten forsterket fargen, kan den forklare den mer brå overgangen på omtrent samme måte som å justere kontrasten på et bilde vil skjerpe gradvise overganger mellom farger. Denne forklaringen spådde også at den sublimerte isen kunne ferdes rundt månens fjerne side, fryse ut og styrke lysstyrken på de andre sidene så vel som polene.

For å forklare de spektrale forskjellene foreslo astronomer at Phoebe kanskje ikke var den eneste bidragsyteren. Innen Saturns satellitsystem er det over tre dusin uregelmessige satellitter med mørke overflater som også potensielt kan bidra, og endre den kjemiske sammensetningen. Men selv om dette hørtes ut som en pirrende rett frem løsning, ville bekreftelse kreve ytterligere utredning. Den nye studien, ledet av Daniel Tamayo ved Cornell University, analyserte effektiviteten som forskjellige andre måner kunne produsere støv i tillegg til sannsynligheten for at Iapetus kunne skaffe det opp. Interessant nok viste resultatene at Ymir, bare 18 km i diameter, “burde være omtrent like viktig bidragsyter til Iapetus som Phoebe”. Selv om ingen av de andre månene, uavhengig så ut til å være like sterke av kilder for støv, ble summen av støv fra de resterende uregelmessige, mørke månene funnet å være minst like viktig som verken Ymir eller Phoebe. Som sådan er denne forklaringen for spektralavviket godt begrunnet.

Den siste vanskeligheten, med å spre støv forbi månens ledende ansikt, blir også forklart i det nye papiret. Teamet foreslår at eksentrisitetene i støvets bane gjør at den kan slå månen i rare vinkler, bort fra den ledende halvkule. Slike eksentrisiteter kunne lett produseres ved solstråling, selv om bane til det opprinnelige legemet ikke var eksentrisk. Teamet analyserte nøye slike effekter og produserte modeller som var i stand til å matche støvfordelingen forbi forkanten.

Kombinasjonen av disse revisjonene ser ut til å sikre Soters grunnleggende premiss. En ytterligere test vil være å se om andre store satellitter som Iapetus også viste tegn til støvavsetning, selv om de ikke er så skarpt delt siden de fleste andre måner mangler den synkrone bane. Månen Hyperion viste seg å ha mørkere regioner som samlet seg i kratrene da Cassini var få i løpet av 2007. Disse mørke områdene avslørte også lignende spektre som Cassini Regio. Saturns største måne, Titan, er også tidelt låst og forventes å feie opp partikler i forkanten, men på grunn av den tykke atmosfæren, vil støvet sannsynligvis spre månen. Selv om det er vanskelig å bekrefte, har noen studier antydet at slikt støv kan bidra til uklarhet Titans atmosfæreutstillinger.

Pin
Send
Share
Send