Τι συμβαίνει με τον Iapetus;

Pin
Send
Share
Send

Αν και ο Ιάπετος του φεγγαριού του Κρόνου ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1671 από τον Τζιοβάνι Κασίνι, η συμπεριφορά του ήταν εξαιρετικά περίεργη. Μόλις το 1705 ο Κάσινι παρατήρησε επιτέλους τον Ιάπετο στην ανατολική πλευρά, αλλά χρειάστηκε ένα καλύτερο τηλεσκόπιο, επειδή η πλευρά που παρουσίασε ο Ιάπετος όταν στα ανατολικά ήταν δύο πιο μεγάλα σκοτεινότερα μεγέθη. Ο Κασίνι υποπτεύθηκε ότι αυτό οφειλόταν σε ένα ελαφρύ ημισφαίριο, που παρουσιάστηκε όταν ο Ιάπετος ήταν στα δυτικά και ένα σκοτεινό, ορατό όταν ήταν στα ανατολικά λόγω παλιρροιακού κλειδώματος.

Με τις εξελίξεις στα τηλεσκόπια, ο λόγος για αυτό το σκοτεινό χάσμα αποτέλεσε αντικείμενο πολλών ερευνών. Οι πρώτες εξηγήσεις ήρθαν στη δεκαετία του 1970 και ένα πρόσφατο έγγραφο συνοψίζει τη δουλειά που έχει γίνει μέχρι στιγμής σε αυτόν τον συναρπαστικό δορυφόρο, καθώς και την επέκτασή του στο ευρύτερο πλαίσιο μερικών από τα άλλα φεγγάρια του Κρόνου.

Το θεμέλιο για το τρέχον μοντέλο της ανώμαλης προβολής του Iapetus προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Steven Soter, έναν από τους συν-συγγραφείς του Carl Sagans Σύμπαν σειρά. Κατά τη διάρκεια μιας συνομιλίας της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης, ο Σότερ πρότεινε ότι ο βομβαρδισμός μικρομετεωριτών ενός άλλου από τα φεγγάρια του Κρόνου, του Φαόμπε, παρασύρθηκε προς τα μέσα και συνελήφθη από τον Ιάπετο. Δεδομένου ότι ο Iapetus διατηρεί τη μία πλευρά στραμμένη προς τον Κρόνο ανά πάσα στιγμή, αυτό θα του έδινε παρομοίως ένα προβάδισμα που θα προτιμούσε να πάρει τα σωματίδια σκόνης. Μία από τις μεγάλες επιτυχίες αυτής της θεωρίας είναι ότι το κέντρο της σκοτεινής περιοχής, γνωστό ως Cassini Regio, βρίσκεται άμεσα κατά μήκος της πορείας της κίνησης. Επιπλέον, το 2009, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν έναν νέο δακτύλιο γύρω από τον Κρόνο, ακολουθώντας την οπισθοδρομική τροχιά του Phoebe, αν και ελαφρώς εσωτερικό στο φεγγάρι, προσθέτοντας την υποψία ότι τα σωματίδια σκόνης θα πρέπει να παρασύρονται προς τα μέσα, λόγω του φαινομένου Poynting-Robertson.

Το 2010, μια ομάδα αστρονόμων που εξέτασε τις εικόνες από την αποστολή Cassini, σημείωσε ότι ο χρωματισμός είχε ιδιότητες που δεν ταιριάζουν με τη θεωρία του Soter. Εάν η απόθεση από τη σκόνη ήταν το τέλος της ιστορίας, αναμενόταν ότι η μετάβαση μεταξύ της σκοτεινής περιοχής και του φωτός θα ήταν πολύ σταδιακή καθώς η γωνία με την οποία θα χτυπούν την επιφάνεια θα επιμηκύνεται, εξαπλώνοντας την εισερχόμενη σκόνη. Ωστόσο, η αποστολή Cassini αποκάλυψε ότι οι μεταβάσεις ήταν απροσδόκητα απότομες. Επιπλέον, οι πόλοι του Iapetus ήταν επίσης φωτεινοί και εάν η συσσώρευση σκόνης ήταν τόσο απλή όσο είχε προτείνει ο Soter, θα έπρεπε να είναι και κάπως επικαλυμμένες. Επιπλέον, η φασματική απεικόνιση του Cassini Regio αποκάλυψε ότι το φάσμα του ήταν σημαντικά διαφορετικό από αυτό του Phoebe. Ένα άλλο πιθανό πρόβλημα ήταν ότι η σκοτεινή επιφάνεια επεκτάθηκε πέρα ​​από την πρώτη πλευρά κατά περισσότερο από δέκα βαθμούς.

Αναθεωρημένες εξηγήσεις ήταν σύντομες. Η ομάδα του Cassini πρότεινε ότι η απότομη μετάβαση οφείλεται σε ένα φαινόμενο θέρμανσης. Καθώς η σκοτεινή σκόνη συσσωρεύεται, θα απορροφά περισσότερο φως, μετατρέποντάς την σε θερμότητα και βοήθησε στην εξάχνωση περισσότερου από τον φωτεινό πάγο. Με τη σειρά του, αυτό θα μειώσει τη συνολική φωτεινότητα, αυξάνοντας ξανά τη θέρμανση και ούτω καθεξής. Δεδομένου ότι αυτό το εφέ ενίσχυσε τον χρωματισμό, θα μπορούσε να εξηγήσει την πιο απότομη μετάβαση με τον ίδιο τρόπο όπως η προσαρμογή της αντίθεσης σε μια εικόνα θα οξύνει τις βαθμιαίες μεταβάσεις μεταξύ των χρωμάτων. Αυτή η εξήγηση προέβλεπε επίσης ότι ο εξαχλωμένος πάγος θα μπορούσε να ταξιδεύει γύρω από την άκρη του φεγγαριού, να παγώσει και να ενισχύσει τη φωτεινότητα στις άλλες πλευρές καθώς και στους πόλους.

Για να εξηγήσουν τις φασματικές διαφορές, οι αστρονόμοι πρότειναν ότι ο Phoebe μπορεί να μην είναι ο μόνος συνεισφέρων. Μέσα στο δορυφορικό σύστημα του Κρόνου, υπάρχουν πάνω από τρεις δωδεκάδες ακανόνιστοι δορυφόροι με σκοτεινές επιφάνειες που θα μπορούσαν επίσης να συμβάλουν, αλλάζοντας τη χημική σύνθεση. Όμως, ενώ αυτό ακούγεται σαν μια εκπληκτικά απλή λύση, η επιβεβαίωση θα απαιτούσε περαιτέρω έρευνα. Η νέα μελέτη, με επικεφαλής τον Daniel Tamayo στο Πανεπιστήμιο Cornell, ανέλυσε την αποτελεσματικότητα με την οποία διάφορα άλλα φεγγάρια θα μπορούσαν να παράγουν σκόνη, καθώς και την πιθανότητα με την οποία ο Iapetus θα μπορούσε να το βρει. Είναι ενδιαφέρον ότι τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι ο Ymir, διαμέτρου μόλις 18 χιλιομέτρων, «θα έπρεπε να είναι περίπου εξίσου σημαντικός παράγοντας σκόνης στον Iapetus όπως και ο Phoebe». Αν και κανένα από τα άλλα φεγγάρια, ανεξάρτητα δεν φαινόταν να είναι τόσο ισχυρό για πηγές σκόνης, το άθροισμα της σκόνης που προήλθε από τα υπόλοιπα ακανόνιστα, σκοτεινά φεγγάρια βρέθηκε να είναι τουλάχιστον εξίσου σημαντικό με το Ymir ή το Phoebe. Ως εκ τούτου, αυτή η εξήγηση για τη φασματική απόκλιση είναι βάσιμη.

Η τελευταία δυσκολία, αυτή της εξάπλωσης της σκόνης από το αρχικό πρόσωπο του φεγγαριού, εξηγείται επίσης στο νέο έγγραφο. Η ομάδα προτείνει οι εκκεντρότητες στην τροχιά της σκόνης να της επιτρέψουν να χτυπήσει το φεγγάρι σε περίεργες γωνίες, μακριά από το κορυφαίο ημισφαίριο. Τέτοιες εκκεντρότητες θα μπορούσαν να παραχθούν εύκολα από την ηλιακή ακτινοβολία, ακόμη και αν η τροχιά του αρχικού σώματος δεν ήταν εκκεντρική. Η ομάδα ανέλυσε προσεκτικά τέτοια εφέ και παρήγαγε μοντέλα ικανά να ταιριάζουν με την κατανομή της σκόνης μετά από το προβάδισμα.

Ο συνδυασμός αυτών των αναθεωρήσεων φαίνεται να διασφαλίζει τη βασική υπόθεση του Soter. Μια άλλη δοκιμή θα ήταν να δούμε αν άλλοι μεγάλοι δορυφόροι όπως ο Iapetus έδειξαν επίσης σημάδια εναπόθεσης σκόνης, ακόμη και αν δεν είναι τόσο έντονα διαιρεμένοι, καθώς τα περισσότερα άλλα φεγγάρια δεν διαθέτουν τη σύγχρονη τροχιά. Πράγματι, το φεγγάρι Hyperion βρέθηκε να έχει πιο σκοτεινές περιοχές να συγκεντρώνονται στους κρατήρες του όταν η Cassini λίγο το 2007. Αυτές οι σκοτεινές περιοχές αποκάλυψαν επίσης παρόμοια φάσματα με εκείνα του Cassini Regio. Το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας είναι επίσης παλιρροιακός κλειδωμένος και αναμένεται να σκουπίσει σωματίδια στο μπροστινό άκρο του, αλλά λόγω της παχιάς ατμόσφαιρας του, η σκόνη πιθανότατα να εξαπλωθεί σε όλο το φεγγάρι. Αν και είναι δύσκολο να επιβεβαιωθεί, ορισμένες μελέτες έχουν δείξει ότι τέτοια σκόνη μπορεί να συμβάλει στην ομίχλη των εκθεμάτων της ατμόσφαιρας του Τιτάνα.

Pin
Send
Share
Send