Ada apa dengan Iapetus?

Pin
Send
Share
Send

Walaupun bulan Saturnus Iapetus pertama kali ditemui pada tahun 1671 oleh Giovanni Cassini, tingkah lakunya sangat aneh. Tidak sampai tahun 1705 Cassini akhirnya memerhatikan Iapetus di sebelah timur, tetapi ia memerlukan teleskop yang lebih baik kerana sisi yang ditunjukkan oleh Iapetus ketika ke timur adalah dua magnitud penuh yang lebih gelap. Cassini menduga bahawa ini disebabkan oleh belahan cahaya, yang ditunjukkan ketika Iapetus berada di sebelah barat, dan yang gelap, terlihat ketika berada di sebelah timur akibat terkunci pasang surut.

Dengan kemajuan teleskop, alasan untuk perbezaan gelap ini telah menjadi subjek banyak kajian. Penjelasan pertama datang pada tahun 1970-an dan makalah baru-baru ini meringkaskan kerja yang dilakukan sejauh ini pada satelit yang menarik ini dan juga memperluasnya ke konteks yang lebih besar dari beberapa bulan Saturnus yang lain.

Asas untuk model terkini Iapetus yang tidak rata pertama kali dicadangkan oleh Steven Soter, salah seorang penulis bersama Carl Sagans Kosmos seri. Semasa kolokium Kesatuan Astronomi Antarabangsa, Soter mencadangkan agar pengeboman mikrometeorit pada bulan Saturnus yang lain, Pheobe, melayang ke dalam dan dijemput oleh Iapetus. Oleh kerana Iapetus menghadap satu sisi menghadap Saturnus setiap saat, ini juga akan memberikannya kelebihan yang akan memilih zarah-zarah debu. Salah satu kejayaan besar teori ini adalah bahawa pusat wilayah gelap, yang dikenali sebagai Cassini Regio, terletak tepat di sepanjang jalan gerakan. Selain itu, pada tahun 2009, para astronom menemui cincin baru di sekitar Saturnus, mengikuti orbit retrograde Phoebe, walaupun sedikit ke dalam bulan, menambah kecurigaan bahawa zarah-zarah debu harus melayang ke dalam, kerana kesan Poynting-Robertson.

Pada tahun 2010, sepasukan ahli astronomi meninjau gambar dari misi Cassini, menyatakan bahawa pewarnaan itu mempunyai sifat yang tidak begitu sesuai dengan teori Soter. Sekiranya pemendapan dari debu adalah akhir cerita, diharapkan peralihan antara wilayah gelap dan cahaya akan menjadi sangat bertahap kerana sudut di mana mereka akan menyerang permukaan menjadi memanjang, menyebarkan debu masuk. Namun, misi Cassini mendedahkan peralihan tiba-tiba tiba-tiba. Selain itu, tiang Iapetus juga cerah dan jika pengumpulan habuk semudah yang disarankan oleh Soter, tiang itu juga harus dilapisi. Tambahan pula, pengimejan spektrum Cassini Regio menunjukkan bahawa spektrumnya sangat berbeza daripada Phoebe. Masalah lain yang berpotensi adalah permukaan gelap melepasi sisi hadapan lebih dari sepuluh darjah.

Penjelasan yang disemak akan segera dibuat. Pasukan Cassini mencadangkan bahawa peralihan tiba-tiba disebabkan oleh kesan pemanasan yang melarikan diri. Apabila habuk gelap terkumpul, ia akan menyerap lebih banyak cahaya, mengubahnya menjadi panas dan membantu menyalurkan lebih banyak ais terang. Pada gilirannya, ini akan mengurangkan kecerahan keseluruhan, sekali lagi meningkatkan pemanasan, dan sebagainya. Oleh kerana kesan ini menguatkan pewarnaan, ia dapat menjelaskan peralihan yang lebih mendadak dengan cara yang sama seperti menyesuaikan kontras pada gambar akan mempertajam peralihan secara bertahap antara warna. Penjelasan ini juga meramalkan bahawa ais sublimasi dapat bergerak di sekitar sisi bulan, membeku dan meningkatkan kecerahan di sisi lain serta tiang.

Untuk menjelaskan perbezaan spektrum, ahli astronomi mencadangkan bahawa Phoebe mungkin bukan satu-satunya penyumbang. Dalam sistem satelit Saturnus, terdapat lebih dari tiga lusin satelit tidak teratur dengan permukaan gelap yang juga berpotensi menyumbang, mengubah susunan kimia. Tetapi sementara ini terdengar seperti penyelesaian langsung yang mengujakan, pengesahan memerlukan penyelidikan lebih lanjut. Kajian baru, yang diketuai oleh Daniel Tamayo di Cornell University, menganalisis kecekapan di mana pelbagai bulan lain dapat menghasilkan debu serta kemungkinan Iapetus dapat mengumpulkannya. Menariknya, hasil kajian mereka menunjukkan bahawa Ymir, yang hanya berdiameter 18 km, "seharusnya sama pentingnya sebagai penyumbang debu kepada Iapetus seperti Phoebe". Walaupun tidak ada bulan yang lain, secara bebas kelihatan sebagai sumber kuat untuk debu, jumlah debu yang datang dari bulan-bulan gelap yang tidak teratur yang tersisa didapati sekurang-kurangnya sama pentingnya dengan Ymir atau Phoebe. Oleh itu, penjelasan untuk penyimpangan spektrum ini berasas.

Kesukaran terakhir, iaitu menyebarkan debu melewati muka bulan yang terulung, juga dijelaskan dalam makalah baru. Pasukan ini mencadangkan bahawa eksentrisitas di orbit debu memungkinkannya menyerang bulan dengan sudut ganjil, dari hemisfera terkemuka. Eksentrik seperti itu dapat dengan mudah dihasilkan oleh radiasi matahari, walaupun orbit badan asal tidak eksentrik. Pasukan ini dengan teliti menganalisis kesan tersebut dan menghasilkan model yang mampu menandingi pengedaran habuk melewati kedudukan terdepan.

Gabungan semakan ini seolah-olah melindungi premis asas Soter. Ujian lebih lanjut adalah untuk melihat apakah satelit besar lain seperti Iapetus juga menunjukkan tanda-tanda pemendapan debu, walaupun tidak dibahagikan begitu kuat kerana kebanyakan bulan lain kekurangan orbit segerak. Memang, bulan Hyperion didapati mempunyai kawasan gelap yang terkumpul di kawahnya ketika Cassini beberapa pada tahun 2007. Kawasan gelap ini juga menunjukkan spektrum yang serupa dengan Cassini Regio. Bulan terbesar Saturnus, Titan juga terkunci pasang surut dan diharapkan dapat menyapu zarah-zarah di pinggir utamanya, tetapi kerana suasananya yang tebal, debu kemungkinan akan tersebar ke seluruh bulan. Walaupun sukar untuk disahkan, beberapa kajian menunjukkan bahawa debu seperti itu dapat membantu menyumbang kepada pameran atmosfera Titan yang jerebu.

Pin
Send
Share
Send