Díky Cassini misi se v posledních letech o systému Saturnu dozvědělo mnoho věcí. Kromě informací o Saturnově atmosféře, rotaci a jeho krásném a rozsáhlém prstencovém systému bylo učiněno mnoho odhalení o Saturnův systém měsíců . Například o nejasném měsíci Iapetus – někdy přezdívaném Saturnův „jin-jang“ měsíc – se předCassinipříchod.
Kromě svého tajemného, rovníkového hřebene má tento měsíc také dvoubarevný vzhled, který historicky ztěžoval přímé pozorování. Vzhledem ke své vzdálenosti od Saturnu bylo až donedávna poměrně obtížné pozorování zblízka pomocí vesmírných sond. Nicméně to, co jsme se v posledních několika letech o Iapetovi naučili, nás naučilo, že je to svět ostrých kontrastů, a to nejen pokud jde o jeho vzhled.
Objevování a pojmenování:
Iapetus objevil Giovanni Domenico Cassini v dubnu 1671. Spolu s Rhea , Tethys a Dione, Iapetus byl jedním ze čtyř měsíců, které Cassini objevila v letech 1671 až 1672 – které společně pojmenovalSidera Lodoicea('Louisovy hvězdy.'“, po jeho patronu Ludvíku XIV.). Po objevu astronomové upadli ve zvyk označovat je římskými číslicemi, přičemž Iapetus bylSaturn V.
Jméno Iapetus navrhl John Herschel, syn William Herschel , ve svém pojednání z roku 1847 Výsledky astronomických pozorování provedených na Mysu Dobré naděje . Stejně jako všechny Saturnovy měsíce bylo jméno Iapetus převzato od titánů řecké mytologie – synů a dcer Krona (řecký ekvivalent římského Saturnu). Iapetus byl synem Urana a Gaie a otcem Atlase, Prométhea, Epimethea a Menoetia.
Rytina pařížské observatoře za Cassiniho času. Kredit: Wikipedia Commons
Geologické rysy na Iapetu jsou pojmenovány podle postav a míst z francouzské epické básněPíseň o Rolandovi. Příklady použitých názvů zahrnují krátery Karla Velikého a Baligant a severní a jižní světlé oblasti, Roncevaux Terra a Sargassio Terra . Jedinou výjimkou je Cassini Regio temná oblast Iapetus, pojmenovaná po objeviteli oblasti Giovanni Cassinim.
Velikost, hmotnost a oběžná dráha:
Se středním poloměrem 734,5 ± 2,8 km a hmotností přibližně 1,806 × 10dvacet jednakg, Iapetus je 0,1155krát větší než Země a 0,00030krát hmotnější. Svou mateřskou planetu obíhá v průměrné vzdálenosti (polohlavní osa) 3 560 820 km. Se znatelnou excentricitou 0,0286125 se jeho oběžná dráha pohybuje ve vzdálenosti od 3 458 936 km v periapsi a 3 662 704 km v apoapsi.
Při průměrné oběžné rychlosti 3,26 km/s trvá Iapetovi 79,32 dne, než dokončí jeden oběh Saturnu. Přestože je Iapetus třetím největším měsícem Saturnu, obíhá mnohem dále od Saturnu než jeho další nejbližší velký satelit (Titan). Má také nejvíce nakloněnou orbitální rovinu ze všech běžných satelitů – 17,28° k ekliptice, 15,47° k Saturnovu rovníku a 8,13° k Laplaceově rovině. Líbí se pouze nepravidelným vnějším satelitům Phoebe mají více nakloněné dráhy.
Srovnání velikosti Země, Měsíce a Iapeta. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/SSI/LPI/Tom Reding
Složení a vlastnosti povrchu:
Jako mnoho Saturnových měsíců – zvláště Tethys , mimy a Rhea – Iapetus má nízkou hustotu (1,088 ± 0,013 g/cm³), což naznačuje, že se skládá primárně z vodního ledu a pouze asi 20 % horniny. Ale na rozdíl od většiny Saturnových větších měsíců není jeho celkový tvar ani sférický, ani elipsoidní, místo toho sestává ze zploštělých pólů a vypouklého pasu.
K neúměrnému tvaru přispívá i jeho velký a neobvykle vysoký rovníkový hřbet (viz níže). Z tohoto důvodu je Iapetus největším známým měsícem, který nedosáhl hydrostatické rovnováhy. Přestože má zaoblený vzhled, jeho vypouklý vzhled jej diskvalifikuje z klasifikace jako kulovité.
Jak je běžné u cronských měsíců, povrch Iapetu vykazuje značné známky tvorby kráterů. Nedávné snímky pořízené společnostíCassinikosmické lodě odhalily několik velkých impaktních pánví, z nichž nejméně pět měří přes 350 km v průměru. Největší, Turgis , má průměr 580 km, s extrémně strmým okrajem a srázem asi 15 km na výšku. Rovněž se dospělo k závěru, že povrch Iapetu podporuje dlouhodobé sesuvy půdy (aka. rázový proud ), což by mohlo být způsobeno klouzáním ledu.
Jak již bylo uvedeno, další zajímavou vlastností na Iapetu je jeho sláva rovníkový hřeben , která měří 1300 km na délku, 20 km na šířku, 13 km na výšku a vede středem temné oblasti Cassini Regio. Ačkoli náznaky o existenci pohoří v této oblasti byly učiněny již dříve, hřeben byl poprvé pozorován přímo, kdyžCassinikosmická loď pořídila své první snímky Iapeta 31. prosince 2004.
Ale možná nejznámějším rysem Iapeta je jeho dvoubarevné zbarvení. Poprvé to pozoroval Giovanni Cassini v 17. století, který poznamenal, že Iapetus mohl vidět pouze tehdy, když byl na západní straně Saturnu a nikdy na východě. V té době správně usoudil, že Iapetus byl slapově uzamčen se Saturnem a že jedna strana byla tmavší než druhá. Tento závěr byl později podpořen pozorováním pomocí pozemních dalekohledů.
Tmavá oblast se jmenuje Cassini Regio a světlá oblast se dělí na Roncevaux Terra – která leží severně od rovníku – a Saragossa Terra, která je jižně od ní. Dnes se má za to, že tmavé oblasti jsou uhlíkaté a pravděpodobně obsahují organické sloučeniny podobné látkám nacházejícím se v primitivních meteoritech nebo na povrchu komet – tedy zmrzlé kyano-sloučeniny jako polymery kyanovodíku.
Vzor zbarvení je analogický kulovému symbolu jin-jang, odtud pochází přezdívka „Saturnův jin-jangový měsíc“. Rozdíl ve zbarvení mezi dvěma Iapetskými hemisférami je docela extrémní. Zatímco přední polokoule je tmavá, s albedem 0,03–0,05 (a má mírně červenohnědé zbarvení), většina zadní polokoule a póly jsou téměř stejně jasné jako Evropa (albedo 0,5–0,6).
Mapa Iapeta ve vylepšených barvách s využitím dat shromážděných sondou Cassini. Vedoucí hemisféra je vpravo. Poděkování: NASA/JPL-Caltech/SSI/LPI
Zdánlivá velikost zadní polokoule je tedy přibližně 10,2, zatímco velikost přední polokoule je přibližně 11,9. Teorie o jeho příčině se obecně shodují na tom, že původní tmavý materiál musel pocházet zvenčí Iapetus, ale že následné ztmavení je způsobeno sublimací ledu z teplejších oblastí povrchu Iapeta, což způsobuje sublimaci těkavých sloučenin a jejich ústup do chladnějších oblastí.
Vzhledem ke své pomalé rotaci 79 dní zažívá Iapetus dostatečně velký teplotní rozdíl, aby to usnadnil. V blízkosti rovníku má absorpce tepla tmavým materiálem za následek denní teploty v Cassini Regio 129 K (-144,15 °C/-227,5 °F) ve srovnání se 113 K (-160,15 °C/-256,3 °F) na jasném regionech. Rozdíl teplot znamená, že led ze sondy Cassini Regio sublimuje a následně se ukládá v chladnějších světlých oblastech a zejména na ještě chladnějších pólech.
V geologických časových měřítcích by to dále ztmavilo Cassini Regio a rozjasnilo zbytek Iapetu, což by vytvořilo proces tepelné zpětné vazby se stále větším kontrastem v albedu, který by skončil ztrátou veškerého obnaženého ledu z Cassini Regio.Tento model je obecně přijímaný, protože vysvětluje rozložení světlých a tmavých oblastí, absenci odstínů šedé a tenkost tmavého materiálu pokrývajícího Cassini Regio.
Tři různé pohledy na Saturnův měsíc Iapetus ve falešných barvách, které ukazují hranici globální „barevné dichotomie“. Poděkování: NASA/JPL/Space Science Institute
Uznává se však, že ke spuštění tohoto procesu tepelné zpětné vazby by byl vyžadován samostatný proces. Existuje proto teorie, že zpočátku pocházel tmavý materiál odjinud, pravděpodobně z některých malých retrográdních měsíců Saturnu. Materiál z těchto měsíců mohl být odstřelen buď mikrometeoroidy, nebo velkým dopadem.
Tento materiál by pak byl ztmaven vystavením slunečnímu světlu a poté by smetla přední hemisféra Iapeta. Jakmile tento proces vytvořil mírný kontrast v albedu (a tím i teplotě) na Iapetově povrchu, proces tepelné zpětné vazby by vstoupil do hry a dále by ho zveličil.
Za největší zdroj tohoto materiálu se považuje Phoebe , největší z vnějších měsíců Saturnu. Objev slabého disku materiálu v rovině (a těsně uvnitř) Phoebeiny oběžné dráhy, který byl oznámen 6. října 2009, tuto teorii podporuje.
Průzkum:
První robotická kosmická loď, která prozkoumala Iapetus, byla Cestování 1aCestování 2 sondy, které v letech 1980 a 1981 prošly soustavou Saturn na své cestě do vnější Sluneční soustavy. Údaje z těchto misí poskytly vědcům první náznaky pohoří Iapetus, které byly poté neformálně označovány jako „pohoří Voyager“.
Saturnův měsíc Iapetus, zachycený kosmickou sondou Cassini na Silvestra 2004. Uznání: NASA/JPL/Space Science Institute.
Pouze sonda Cassini kdy prozkoumala Saturnův měsíc Iapetus, který od roku 2004 pořídil několik snímků měsíce ze střední vzdálenosti. Například na Silvestra 2004 Cassini minula Iapetus ve vzdálenosti 122 647 kilometrů (76 209 mil) a zachytila čtyři obrazy ve viditelném světle, které byly sestaveny tak, aby vytvořily pohled na jeho rovníkový hřeben vyčnívající do strany (zobrazeno výše).
Jeho velká vzdálenost od Saturnu však ztěžuje pozorování zblízka. Jako výsledek,Cassiniuskutečnil pouze jeden cílený blízký průlet, který se uskutečnil dne 10. září 2007 při minimálním dojezdu 1227 km. Právě během tohoto průletu byla získána data, která naznačovala, že tepelná segregace je pravděpodobně primární silou odpovědnou za temnou polokouli Iapeta. V tuto chvíli nejsou plánovány žádné budoucí mise.
Iapetus je svět kontrastů, a to nejen pokud jde o jeho barvu. Navíc je to velmi malý měsíc, který ještě dokázal být dostatečně masivní, aby dosáhl hydrostatické rovnováhy. A přestože je jedním z větších měsíců Saturnu, obíhá ve vzdálenosti obvykle vyhrazené pro menší, nepravidelné měsíce.
Spolu se skutečností, že si vědci stále nejsou jisti, proč má svůj neobvyklý tvar vlašského ořechu, bude Iapetus v nadcházejících letech pravděpodobně cílem jakýchkoli výzkumných misí směřujících ke studiu cronských měsíců.
Máme mnoho skvělých článků o Iapetus a Saturnovy měsíce zde na Universe Today. Zde je jeden o něm slavný hřeben , své dvoubarevné zbarvení , ledové laviny pravidelně zažívá, a zda je či nikoli pohltil jeden ze Saturnových prstenců .
Pro více informací se podívejte na NASA Pohled na stránku Sluneční soustavy na Iapetu a Stránka mise Cassini Solstice Mission .
