Saturnův Měsíc Iapetus a jeho podivné „koryto“. Obrazový kredit: NASA / JPL / SSI. Klikni pro zvětšení.
Je pro pozorovatele ještě tajemnější a krásnější planeta než Saturn? Zatímco všechny čtyři plynové obry v naší sluneční soustavě mají prstencový systém, ze Země je vidět pouze Saturnův. Astronomové dvorku byli dlouho nadšení, když byli svědky jeho dvou jasných prstenů a temné divize Cassini, zatímco pozorovací dalekohledy identifikovaly mnoho samostatných prstenů a mezer. Teprve na začátku osmdesátých let, kdy Voyager udělal „létání“, jsme si byli vědomi více než tisíce jednotlivých prstenů vázaných gravitací Saturn a jeho mnoha malých měsíců. Samotné prsteny nejsou ničím jiným než ledovými částicemi, které se pohybují od prachových motivů po balvany. Spojení v tomto složitém tanci jsou satelity - od atmosférického Titanu velikosti Merkuru po omílání, excentricky obíhající Hyperion. Od konce 18. století známe Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea a Iapetus. Naše studie odhalily, že čtyři měsíce hrají klíčovou roli při formování Saturnova prstencového systému - Pan, Atas, Pandora a Prometheus. Víme, že vysoce reflexní povrch Enceladusu je tvořen ledem a že Iapetus je na jedné straně mnohem jasnější než na druhé ...
A možná shromáždili prsten, když se přehnal orbitálními změnami.
Od doby, kdy byl objeven v roce 1672, jsme si byli vědomi, že přední polokoule Iapeta je zcela temnější než zadní strana. Díky obrazům mise Cassini pořízeným v prosinci 2004 byla na temné straně Iapeta odhalena přítomnost velkého rovníkového hřebene.
Podle dopisu Geofyzikálního výzkumu předloženého 29. dubna Paulo C.C. Freire of Arecibo Observatory, „… tento hřeben a tmavý povlak hemisféry, na níž leží, jsou důvěrně propojeny a jsou výsledkem střetu s okrajem pravěku Saturnského prstenu, který byl nakonec způsoben náhlou změnou na oběžné dráze Iapeta. “. Freire říká: „Vzhledem ke své jedinečné povaze budeme dále hovořit o rovníkovém hřebeni Iapeta jako„ Rindge “, což znamená, že tato funkce není hřebenem v obvyklém slova smyslu; tj. horský řetězec způsobený tektonickým procesem. Tento model přirozeně vysvětluje všechny jedinečné vlastnosti tohoto satelitu; a je pravděpodobně řešením jedné z nejstarších tajemství astronomie sluneční soustavy. “
Jedním z vědeckých cílů zobrazování pomocí Cassiniho letu bylo vrhnout nějaké světlo na temnou stranu Iapeta, nazvané Cassini Regio. K překvapení vědců odhalil velký rovníkový hřeben na rozdíl od všeho, co se nachází ve sluneční soustavě - hřeben tak symetrický vzhledem k Cassini Regio, že oba rysy musí být propojeny, jak již dříve potvrdila Carolyn Porco - hlava Cassini Zobrazovací tým. Většina stop ukazuje, jak prstencový systém a formující měsíce jednou obíhaly Saturn sám.
Současné chápání formování sluneční soustavy (a v menší míře saturnská soustava) naznačuje, že mnoho planet (a proto-satelitů) mohlo jednou začít na orbitách, které se později staly nestabilními. Mohli se navzájem srazit, nebo mohli být ze svého systému vyhnáni blízkými setkáními s ostatními. V případě Saturn je možné, že by se mohli přiblížit, když se přibližují k gravitačním a formovaným prstencovým systémům Saturn. Blíže k planetě, v oblasti známé jako „Roche zóna“, zabraňuje přílivová síla Saturnu proto-satelitní tvorbě částic prstenců. Aby teorie srážky prstenů odpovídala tomu, co si Cassini zobrazil, musel být Iapetus jedním z těchto měsíců s nestabilními oběžnými dráhami.
Důkazy poukazují na skutečnost, že něco změnilo dráhu Iapeta před kolizí s materiálem prstenu. Pokud by se to nestalo, prsten by se přizpůsobil gravitaci Iapeta, jak o tom svědčí satelity, které jsou uvnitř prstenců. V případě těchto satelitů - nemůže dojít ke koliznímu scénáři. Za okolností Iapetu byla jeho dráha nutně excentrická, nebo by mezi Iapetem a částicemi prstenu neexistovaly žádné rozdíly v rychlosti a znovu - nedocházelo by ke srážkám.
Náraz prstencem také naznačuje, že tato změněná oběžná dráha měla perisaturnium na vnějším okraji zóny Roche, kde prsteny mohou existovat delší dobu. To je vodítko, že Iapetus byl docela pravděpodobně mnohem blíže k Saturn než jeho současná orbita. „Existence trhliny naznačuje, že oběžná dráha Iapeta v době srážky byla rovníková,“ říká Freire, „jinak by při kolizi s prstencem při současném náklonu nevznikla ostrá hrana, ale něco jako temný potrhlý tmavý povlak. přední hemisféry. “ Závěrem lze říci, že satelit s rovníkovou a excentrickou orbitou má velmi velkou pravděpodobnost další interakce s jinými satelity - což poskytuje prostředky pro opětovné přepnutí na jinou orbitu.
Nyní, když jsme se pustili do fáze, jak podporují teorii snímky pořízené z tohoto jedinečného seskupení? Podle Freireho „Scénář srážky prstenů přirozeně vytváří lineární prvek přesně na rovníku: jedná se o geometrický průsečík prstencové roviny a povrchu měsíce s (dříve) rovníkovou oběžnou dráhou.“ Tektonika byla věnována velmi pečlivá pozornost, ale taková dokonale lineární formace - umístěná přesně na rovníku - není pravděpodobně výsledkem tektonických procesů a Iapetus nevykazuje žádné známky vulkanické aktivity.
"Dalším klíčovým rysem trhliny je to, že její výška se mění velmi pomalu s délkou," říká Freire, "Lze to očekávat od ukládání materiálu z prstence, ale taková konstantní výška nebyla u žádného tektonického prvku nikdy pozorována." Pokud byl původ orámování tektonický a předcházel temnému povlaku, pak by to nemělo být nutně omezeno na Cassini Regio. Pokud by to postdatovalo povlak, pak by měl být šupinovitý povrch vytvořený z vrchu z vnitřku Iapeta mnohem jasnější než okolní povrch. “
Informace, které Cassini imaging poskytl, byly podrobeny značné analýze. Podélná délka hřebene je menší než 180 stupňů, což naznačuje, že Iapetus nebyl nikdy úplně uvnitř prstencovité oblasti - což naznačuje, že se právě srazil s hranou prstence. Úvahy o nebeské mechanice naznačují, že srážka s hranou prstence by měla způsobovat pohyb nárazů částice vzhledem k povrchu satelitu na východ. "To odpovídá důležité pozorované skutečnosti: ačkoliv Cassini Regio je symetrické vzhledem k trhlinám ve směru sever / jih, není tomu tak ve směru východ / západ." Tento kolizní model naznačuje, že rupge by bylo vyšší na západní straně, kde by dopady byly blíže k vertikální a pak by se pomalu odklonilo směrem na východ - skutečnost podporovaná obrázky. S miliony nárazových kráterů, které se vytvářejí každou sekundu podél čáry, by se tento vzor stal nezaměnitelným. Sublimace ledů obsažených v nárazových částicích by vytvořila přechodnou atmosféru se silným tlakovým gradientem směrem ven. Tento sklon by vedl k rychlému větru schopnému nést jemný prach. Freire říká: „V naší hypotéze je prach usazený těmito větry tmavý povlak oblasti známé dnes jako Cassini Regio.“ Takový scénář je podporován dalšími důkazy: „Tmavé pruhy pozorované na okraji Cassini Regio naznačují, že to byl vítr, který foukal z rovníku, který ukládal„ prach “. To si můžeme být jisti, protože snímky Cassini jasně ukazují, že prach je ukládán směrem dolů od okrajů kráteru. “ To nelze vysvětlit balistickým úletem částic z rovníku, jak navrhuje vedoucí týmu Cassini Imaging Team Carolyn Porco. V současném Iapetu jej nelze vyrobit, protože nemá atmosféru. Závěr, že kdysi existovala přechodná atmosféra, je nevyhnutelný.
Mohly by tyto vzrušující nálezy skutečně být z dřívějšího dopadu s jedním ze Saturnových prstenů? Stopy jistě vypadají, že kousky skládačky zapadají do sebe úhledně. Díky práci vědců, jako je Paulo Freire, jsme možná vyřešili 333 let staré tajemství sluneční soustavy.
Napsal Tammy Plotner, s mnoha poděkování Paulo Freire za jeho příspěvky.
