211service.com
Astronomowie rozwiązują tajemnicę grzbietu wokół Japetusa
Księżyc Saturna Iapetus jest jednym z bardziej tajemniczych obiektów w Układzie Słonecznym. Jest dość duży, jedenasty co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym i składa się głównie z lodu.
Ale Iapetus to zagadka. Połowa księżyca jest ciemna, a druga połowa jasna, bez odcieni szarości. Wybrzusza się wokół równika, jakby gwałtownie się obracał. Ale w rzeczywistości obraca się raczej powoli, raz na 79 dni ziemskich. Najbardziej zagadkowy ze wszystkich jest grzbiet, który rozciąga się prawie do połowy wokół równika (patrz zdjęcie powyżej).
Dziś Iapetus powoli wyrzeka się swoich tajemnic. Geolodzy planetarni rozwiązali niedawno zagadkę jego dwukolorowego wyglądu. Okazuje się, że ciemna substancja to chemiczna pozostałość po sublimacji lodu wodnego.
Uważa się, że około miliarda lat temu jedna strona Japetusa zaczęła sublimować nieco szybciej niż druga, pozostawiając ciemną pozostałość. Lód następnie skondensował się po drugiej stronie księżyca, czyniąc go lżejszym. Ciemna strona pochłonęła następnie więcej światła słonecznego, czyniąc ją cieplejszą i zwiększając szybkość sublimacji w cyklu dodatniego sprzężenia zwrotnego.
To właśnie ten cykl pozostawił księżyc w jego obecnym dwutonowym stanie.
Dzisiaj Harold Levison i koledzy z Southwest Research Institute w Boulder w Kolorado znaleźli wyjaśnienie pozostałych dwóch zagadkowych cech: wybrzuszenia i grzbietu Japetusa.
Ich teoria głosi, że na początku swojej historii Iapetus wirował bardzo szybko, prawdopodobnie mniej więcej raz na 16 godzin. To spowodowało, że wybrzuszył się wokół równika.
W tym czasie został uderzony przez inny duży księżyc, który wyrzucił na orbitę ogromną objętość wyrzutu (trochę jak zderzenie, które utworzyło nasz Księżyc). Ta orbitująca masa gruzu padła następnie ofiarą dwóch oddzielnych procesów.
Aby zrozumieć te siły, potrzebujemy najpierw trochę informacji o dynamice orbitalnej. Astronomowie od dawna wiedzą, że istnieje szczególna odległość od dowolnego obiektu grawitacyjnego, poza którą gruz może się skondensować, tworząc ciało stałe. Nazywa się to promieniem Roche'a. Jednak wszystko, co jest bliższe, zostaje rozerwane przez siły pływowe i nigdy się nie kondensuje.
Levison i wsp. mówią, że wyrzut wokół Japetusa musiał obejmować promień Roche'a. Materiał poza tym limitem skondensował się, tworząc księżyc w nowiu, który stopniowo oddalał się od Japetusa. To właśnie ta utrata własnego satelity spowolniła rotację Iapetusa do spokojnego tempa, które widzimy dzisiaj. Jednak jego zamarznięty korpus zachował kształt pierwotnego wybrzuszenia.
Ale wyrzut w promieniu Roche'a nie mógł uformować ciała stałego, a więc musiał zamiast tego utworzyć pierścień wokół Japetusa. Levison i spółka uważają, że ten pierścień był niestabilny i musiał powoli zbliżać się do Księżyca.
Tak więc grzbiet równikowy, który widzimy dzisiaj, to pozostałości tego pierścienia, który osiadł na powierzchni księżyca.
To wygląda na fajny pomysł. Wyjaśnia co najmniej dwie wielkie tajemnice Japeta. A to nie jest złe jak na jedną teorię.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1105.1685 : Formacja grzbietu i odwirowanie Japetusa za pomocą satelity generowanego przez uderzenie