Hvad sker der med Iapetus?

Pin
Send
Share
Send

Selvom Saturns måne Iapetus først blev opdaget i 1671 af Giovanni Cassini, var dens opførsel ekstremt underlig. Først i 1705 observerede Cassini endelig Iapetus på den østlige side, men det tog et bedre teleskop, fordi den side, som Iapetus præsenterede, når mod øst var en fuld to størrelser mørkere. Cassini formoder, at dette skyldtes en lys halvkugle, der blev præsenteret, da Iapetus var mod vest, og en mørk, synlig, når den var mod øst på grund af tidevandslåsning.

Med fremskridtene inden for teleskoper har grunden til dette mørke kløft været genstand for meget forskning. De første forklaringer kom i 1970'erne, og et nyligt papir opsummerer det arbejde, der hidtil er gjort på denne fascinerende satellit, såvel som at udvide den til den større kontekst for nogle af Saturns andre måner.

Grundlaget for den nuværende model af Iapetus 'ujævne skærm blev først foreslået af Steven Soter, en af ​​medforfatterne til Carl Sagans Cosmos serie. Under et kollokvium af Den Internationale Astronomiske Union foreslog Soter, at mikrometeoritbombardement af en anden af ​​Saturns måner, Pheobe, drev indad og blev afhentet af Iapetus. Da Iapetus altid holder den ene side mod Saturn, vil dette på lignende måde give den en forkant, der fortrinsvis vil opsamle støvpartiklerne. En af de store succeser med denne teori er, at midten af ​​den mørke region, kendt som Cassini Regio, ligger direkte langs bevægelsesstien. Derudover opdagede astronomer i 2009 en ny ring omkring Saturn efter Phoebes retrogradbane, skønt let indvendig mod månen, hvilket tilføjede mistanken om, at støvpartiklerne skulle drive indad på grund af Poynting-Robertson-effekten.

I 2010 bemærkede et team af astronomer, der gennemgik billederne fra Cassini-missionen, at farvelægningen havde egenskaber, der ikke helt stemte overens med Soters teori. Hvis afsætning fra støv var slutningen af ​​historien, forventedes det, at overgangen mellem det mørke område og lyset ville være meget gradvis, da den vinkel, hvor de ville ramme overfladen, ville blive langstrakt og sprede det indkommende støv. Cassini-missionen afslørede imidlertid, at overgange var uventet pludselige. Derudover var Iapetus 'poler også lyse, og hvis støvansamlingen var så enkel som Soter havde antydet, skulle de også være noget belagt. Endvidere afslørede spektralafbildning af Cassini Regio, at dens spektrum var markant anderledes end Phoebe. Et andet potentielt problem var, at den mørke overflade strækkede sig over den førende side med mere end ti grader.

Reviderede forklaringer kom let. Cassini-teamet foreslog, at den pludselige overgang skyldtes en løbende opvarmningseffekt. Efterhånden som det mørke støv ophobedes, optog det mere lys, omdannede det til varme og hjalp med at sublimere mere af den lyse is. Dette ville til gengæld reducere den samlede lysstyrke og igen øge opvarmningen osv. Da denne effekt forstærker farven, kunne den forklare den mere pludselige overgang på omtrent samme måde som justering af kontrasten på et billede vil skærpe gradvise overgange mellem farver. Denne forklaring forudsagde også, at den sublimerede is kunne rejse rundt på månens yderside, fryse ud og øge lysstyrken på de andre sider såvel som polerne.

For at forklare de spektrale forskelle foreslog astronomer, at Phoebe muligvis ikke var den eneste bidragyder. I Saturns satellitsystem er der over tre dusin uregelmæssige satellitter med mørke overflader, som også potentielt kan bidrage til at ændre den kemiske sammensætning. Men selvom dette lød som en fristende ligetil løsning, ville bekræftelse kræve yderligere undersøgelse. Den nye undersøgelse, ledet af Daniel Tamayo ved Cornell University, analyserede effektiviteten, som forskellige andre måner kunne producere støv såvel som sandsynligheden for, at Iapetus kunne skære det op. Interessant nok viste deres resultater, at Ymir, kun 18 km i diameter, “burde være nogenlunde lige så vigtig bidragyder af støv til Iapetus som Phoebe”. Selvom ingen af ​​de andre måner uafhængigt så ud til at være lige så stærke af kilder til støv, blev summen af ​​støv, der kom til de resterende uregelmæssige, mørke måner vist sig at være mindst lige så vigtig som enten Ymir eller Phoebe. Som sådan er denne forklaring på spektralafvigelsen velbegrundet.

Den sidste vanskelighed, at sprede støv forbi månens førende ansigt, forklares også i det nye papir. Holdet foreslår, at excentriciteter i støvets bane tillader det at slå månen ved ulige vinkler, væk fra den førende halvkugle. Sådanne excentriciteter kunne let produceres ved solstråling, selvom det oprindelige legems bane ikke var excentrisk. Holdet analyserede omhyggeligt sådanne effekter og producerede modeller, der var i stand til at matche støvfordelingen forbi forkanten.

Kombinationen af ​​disse revisioner synes at sikre Soters grundlæggende forudsætning. En yderligere test ville være at se, om andre store satellitter som Iapetus også viste tegn på støvaflejring, selvom ikke så skarpt opdelt, da de fleste andre måner mangler den synkrone bane. Månen Hyperion viste sig faktisk at have mørkere regioner, der samles i dens krater, da Cassini var få inden 2007. I disse mørke regioner blev der også afsløret lignende spektre som Cassini Regio. Saturns største måne, Titan er også tidligt fastlåst og forventes at feje partikler på sin forkant, men på grund af dens tykke atmosfære vil støvet sandsynligvis blive spredt månebredt. Selvom det er vanskeligt at bekræfte, har nogle undersøgelser antydet, at sådan støv kan bidrage til uklarheden i Titans atmosfæreudstillinger.

Pin
Send
Share
Send