Mis Iapetusest lahti on?

Pin
Send
Share
Send

Ehkki Saturni kuu Iapetuse avastas esmakordselt 1671. aastal Giovanni Cassini, oli selle käitumine äärmiselt veider. Alles 1705 vaatas Cassini lõpuks Iapetust idapoolsel küljel, kuid see võttis parema teleskoobi, kuna Iapetuse külg, mis ida pool oli, oli kaks täissuurust tumedam. Cassini arvas, et selle põhjuseks oli kerge poolkera, mida esitleti siis, kui Iapetus oli läänes, ja tume, mis oli nähtav loodete lukustumise tõttu idas.

Teleskoopide arenguga on selle tumeda lõhe põhjust palju uuritud. Esimesed selgitused tulid 1970ndatel ja hiljutises artiklis võetakse kokku selle põneva satelliidi osas seni tehtud tööd ning laiendatakse seda Saturni teiste kuude laiemasse konteksti.

Iapetuse ebaühtlase kuvamise praeguse mudeli aluse pakkus kõigepealt välja Steven Soter, üks Carl Sagansi kaasautoritest Kosmos seeria. Rahvusvahelise astronoomia liidu kollokviumi ajal tegi Soter ettepaneku, et Saturni teise kuu, Pheobe, mikrometeoriidipommitus triiviks sissepoole ja Iapetus võtaks selle üles. Kuna Iapetus hoiab kogu aeg Saturni poole, annaks see samamoodi esiserva, mis eelistaks tolmuosakesi. Selle teooria üks suuri õnnestumisi on see, et pimeda piirkonna keskpunkt, mida tuntakse Cassini Regio nime all, asub otse liikumisteel. Lisaks avastasid astronoomid 2009. aastal Phoebe’i tagasiulatuvale orbiidile järgnevalt Saturni ümber uue rõnga, ehkki pisut Kuu sisemuses, lisades kahtlusele, et tolmuosakesed peaksid triivima sissepoole, Poynting-Robertsoni efekti tõttu.

2010. aastal märkis Cassini missiooni pilte vaadanud astronoomide meeskond, et värvusel olid omadused, mis ei sobinud täpselt Soteri teooriaga. Kui tolmust sadestumine oli loo lõpp, eeldati, et üleminek pimeda piirkonna ja valguse vahel on väga järk-järguline, kuna nurk, mille suhtes nad pinnale löövad, muutuvad piklikuks, levides sissetulevat tolmu laiali. Cassini missioon näitas aga, et üleminekud olid ootamatult järsud. Lisaks olid Iapetuse postid ka heledad ja kui tolmu kogunemine oli nii lihtne kui Soter oli soovitanud, peaksid need olema ka mõnevõrra kaetud. Lisaks selgus Cassini Regio spektraalkujutisest, et selle spekter erineb märkimisväärselt Phoebe spektrist. Teine potentsiaalne probleem oli see, et tume pind ulatus juhtküljest üle kümne kraadi.

Parandatud seletused olid kohe valmimas. Cassini meeskond tegi ettepaneku, et järsk üleminek oli tingitud põgenevast kütteefektist. Pimeda tolmu kogunedes neelab see rohkem valgust, muutes selle soojuseks ja aitas rohkem heledat jääd sublimeerida. See omakorda vähendaks üldist heledust, suurendades jälle kuumutamist jne. Kuna see efekt võimendas värvust, võib see järsku üleminekut selgitada samamoodi, nagu pildi kontrastsuse reguleerimine teravdab järkjärgulisi üleminekuid värvide vahel. See seletus ennustas ka, et sublimeeritud jää võib liikuda ümber Kuu kaugema külje, külmutades välja ja suurendades heledust nii teiselt poolt kui ka pooluseid.

Spektraalsete erinevuste selgitamiseks tegid astronoomid ettepaneku, et Phoebe ei pruugi olla ainus panustaja. Saturni satelliitsüsteemis on üle kolme tosina ebakorrapärase satelliidi, millel on tumedad pinnad ja mis võivad samuti oma panuse anda, muutes keemilist meiki. Kuid kuigi see kõlas otsekui otsekohene lahendus, vajaks kinnitamine edasist uurimist. Uues uuringus, mida juhtis Cornelli ülikoolis Daniel Tamayo, analüüsiti tõhusust, millega mitmesugused teised kuud tolmu toota võiksid, ning ka tõenäosust, kuidas Iapetus selle üles kühveldab. Huvitaval kombel näitasid nende tulemused, et kõigest 18 km läbimõõduga Ymir “peaks olema umbes sama oluline Iapetusse tekitatava tolmu tekitaja kui Phoebe”. Ehkki ükski teine ​​kuu ei tundunud iseseisvalt tolmuallikana nii tugevana, leiti järelejäänud ebakorrapäraste, tumedate kuude poolt tuleva tolmu summa olevat vähemalt sama oluline kui kas Ymir või Phoebe. Seega on see spektraalhälbe seletus hästi põhjendatud.

Viimast raskust, mis on tolmu levitamine Kuu esipinnast mööda, selgitatakse ka uues artiklis. Meeskond teeb ettepaneku, et ekstsentrilisus tolmu orbiidil võimaldaks sellel tabada Kuu paaritu nurga all, juhtivast poolkerast eemale. Selliseid ekstsentrilisusi saab päikesekiirguse abil kergesti tekitada, isegi kui päritolukeha orbiit ei olnud ekstsentriline. Meeskond analüüsis selliseid efekte hoolikalt ja koostas mudeleid, mis sobivad tolmu jaotumisega esiservast mööda.

Nende versioonide kombinatsioon näib kindlustavat Soteri peamise eelduse. Järgmine katse oleks näha, kas ka teistel suurtel satelliitidel, nagu näiteks Iapetus, ilmnes tolmu sadestumise märke, isegi kui need pole nii teravalt jaotunud, kuna enamikul teistel kuudel puudub sünkroonne orbiit. Tõepoolest, kuu Hyperionil leiti, et tema kraatrites on tumedamad piirkonnad, kui Cassini 2007. aastaks vähe oli. Need tumedad piirkonnad paljastasid ka Cassini Regio spektrid. Saturni suurim kuu, Titan on samuti loodete poolt lukus ja eeldatavalt pühib ta esiserva osakesi, kuid paksu atmosfääri tõttu levib tolm tõenäoliselt kogu kuule. Ehkki seda on keeruline kinnitada, on mõned uuringud väitnud, et selline tolm võib aidata kaasa Titani atmosfääri ähmaste näituste tekkele.

Pin
Send
Share
Send