Лунният япет на Сатурн и странното му „кора“. Кредит за изображение: NASA / JPL / SSI. Щракнете за уголемяване
Има ли по-мистериозна и красива планета за наблюдателя от Сатурн? Докато и четирите газови гиганта в нашата Слънчева система имат пръстенова система, от Земята могат да се видят само Сатурн. Астрономите в задния двор отдавна са развълнувани, че стават свидетели на двата му ярки пръстена и тъмното разделение на Касини, докато обсерваторските телескопи идентифицират много отделни пръстени и пропуски. Едва в началото на 80-те години, когато Вояджър го направи "летящ", бяхме наясно с повече от хиляда отделни пръстена, свързани от гравитацията на Сатурн и неговите многобройни луни. Самите пръстени не са нищо повече от ледени частици, вариращи по размер от прашинки до морски камъни. Присъединявайки се към този сложен танц са сателитите - от атмосферния титан с размер на Меркурий до тъмпинга, ексцентрично орбитиращ Хиперион. От края на ХVІІІ век знаем за Титан, Мимас, Енцелад, Тетис, Диона, Рея и Япет. Проучванията ни разкриха, че четири от луните играят ключова роля за оформянето на пръстеновата система на Сатурн - Пан, Атас, Пандора и Прометей. Знаем, че силно отразяващата повърхност на Енцелад се състои от лед и че Япет е много по-ярък от едната страна от другата ...
И може да е събрал пръстен, докато преминаваше през промените в орбитата.
От момента на откриването му през 1672 г. ние бяхме наясно, че водещото полукълбо на Япет е напълно по-тъмно от следната страна. Благодарение на снимките на мисията Касини, направени през декември 2004 г., на тъмната страна на Япет е открито наличието на голям екваториален гребен.
Според писмо за геофизични изследвания, представено на 29 април от Paulo C.C. Фрейр от обсерваторията Аресибо, „… това било и тъмното покритие на полукълбото, на което лежи, са тясно свързани и са резултат от сблъсък с ръба на първичен сатурниански пръстен, в крайна сметка причинен от внезапна промяна в орбитата на Япетус ". Казва Фрейр, „Поради своята уникална природа ние оттук нататък ще наричаме екваториалния хребет на Япет просто като„ Риндж “, за да означава, че тази характеристика не е гребен в обичайния смисъл на термина; т.е. планинска верига, причинена от тектонски процес. Този модел естествено обяснява всички уникални характеристики на този спътник; и вероятно е решението на една от най-старите мистерии в астрономията на Слънчевата система. "
Една от научните цели на преобразуващото изображение на Касини беше да хвърли малко светлина върху тъмната страна на Япет, наречена Cassini Regio. За изненада на изследователите, той разкри страхотен екваториален гребен за разлика от всичко друго, открито в Слънчевата система - гребен, толкова симетричен по отношение на Региона Касини, че двете характеристики трябва да бъдат свързани, както призна по-рано Каролин Порко - ръководител на Касини Екип за изображения. По-голямата част от уликите сочат как пръстенната система и формиращите се луни някога обикаляха около самия Сатурн.
Настоящото разбиране за формирането на Слънчевата система (и в по-малък мащаб Сатурнова система) показва, че много планетоиди (и прото-сателити) може би някога са започнали в орбити, които по-късно са станали нестабилни. Те биха могли да се сблъскат помежду си или да бъдат изхвърлени от системата си при близки срещи с другите. В случая на Сатурн е възможно те да са били прекъснати по време на приближаване на гравитацията на Сатурн и формираните пръстенови системи. По-близо до планетата, в зона, известна като „зона Рош“, приливното привличане на Сатурн предотвратява образуването на прото-сателит от пръстеновидни частици. За да може теорията за сблъсъка на пръстена да съвпадне с това, което Касини е представил, Япет трябваше да е един от тези луни с нестабилни орбити.
Доказателствата сочат факта, че нещо промени орбитата на Япет, преди да се сблъска с материал на пръстена. Ако това не се случи, пръстенът щеше да се приспособи към гравитацията на Япет, както е видно от сателитите, които са вградени в пръстените. В случая на тези спътници - не може да възникне сценарий на сблъсък. При обстоятелството на Япет неговата орбита е била непременно ексцентрична, или няма да има разлики във скоростта между Япет и пръстеновидните частици и отново - няма да има сблъсквания.
Едно въздействие с пръстен също предполага, че тази променена орбита е имала перисатурний на външния ръб на зоната Рош, където пръстените могат да съществуват за по-дълги периоди от време. Това е улика, че Япетус е бил доста по-близо до Сатурн, отколкото сегашната му орбита. „Съществуването на кората подсказва, че орбитата на Япет в момента на сблъсъка е била екваториална“, казва Фрийр, „в противен случай при сегашния си наклон сблъсъкът с пръстен не би създал остър ръб, а нещо повече като мъдро тъмно покритие от водещото полукълбо. " В заключение, сателит с екваториална и ексцентрична орбита има много голяма вероятност да взаимодейства по-нататък с други спътници - осигурявайки средства за промяна отново в друга орбита.
Сега, когато сме поставили сцената, как изображенията, направени от тази уникална кора, подкрепят теорията? Според Фрейър „сценарият на сблъсъците с пръстени естествено произвежда линейна характеристика точно в екватора: това е геометричното пресичане на плоскостта на пръстена и повърхността на луна с (преди) екваториална орбита.“ Много внимателно се обмисля тектониката, но такава идеално линейна формация - разположена точно в екватора - е малко вероятно да произтича от тектонски процеси и Япет не показва признаци на вулканична активност.
„Друга ключова характеристика на кората е, че височината му варира изключително бавно с дължината,“ казва Фрейр, „Това може да се очаква от отлагане на материал от пръстен, но такава постоянна височина никога не е била наблюдавана за нито една тектонична характеристика. Ако произходът на кожата е тектоничен и предхождаше тъмното покритие, то не е задължително да се ограничава само до Cassini Regio. Ако тя отложи покритието, тогава шкембето, изградено от тапицерия от вътрешността на Iapetus, трябва да бъде много по-ярко от заобикалящата го повърхност. "
Беше направен значителен анализ на информацията, предоставена от Касини. Надлъжната дължина на билото е по-малка от 180 градуса, което говори за това, че Иапетус никога не е бил напълно в областта на пръстена - което показва, че то просто се е сблъскало с ръба на пръстена. Съображенията на небесната механика показват, че сблъсъкът с ръба на пръстена е трябвало да причини движение на ударите на частицата на изток спрямо повърхността на спътника. „Това е важен важен наблюдаван факт: макар че Cassini Regio да е симетричен спрямо ребрата в посока север / юг, не е така в посока изток / запад.“ Този модел на сблъсък предполага, че ръбът ще бъде по-висок от западната страна, където ударите са по-близо до вертикала и след това бавно ще се отклони, движейки се на изток - факт, подкрепен от изображенията. Тъй като милиони кратери за въздействие се формират всяка секунда по линията, този модел ще стане безпогрешен. Сублимацията на ледовете, които се съдържат в ударните частици, би създала преходна атмосфера със силен градиент на налягането далеч от кожата. Този градиент би произвел бързи ветрове, способни да носят фин прах. Фрайър казва: „В нашата хипотеза прахът, отложен от такива ветрове, е тъмното покритие на региона, известен днес като Касини Регио.“ Такъв сценарий е подкрепен от други доказателства: „Тъмните ивици, наблюдавани в края на Касини Регио, показват, че вятърът духа от екватора, който отлага„ праха “. Можем да сме сигурни в това, защото изображенията на Касини ясно показват, че прахът се отлага надолу от джантите на кратера. " Това не може да се обясни с балистичен полет на частиците от екватора, както предложи лидерът на екипа за изображения на Касини Каролин Порко. Той не може да бъде произведен в днешен Япет, тъй като няма атмосфера. Изводът, че някога съществува преходна атмосфера, става неизбежен.
Възможно ли е тези вълнуващи открития да са от по-ранно въздействие с един от пръстените на Сатурн? Разбира се, уликите правят парчетата от пъзела добре прилепнали. Благодарение на работата, извършена от изследователи като Пауло Фрейър, може би сме решили 333-годишна мистерия на слънчевата система.
Написано от Тами Плотнер, с много благодарности към Пауло Фрейър за приноса му.
