Иней на Япете

09.10.2012
Иней на Япете

Япет – одно из самых удивительных тел Солнечной системы, которое уже несколько веков задаёт астрономам новые и новые загадки. Например, его орбита вокруг Сатурна сильно наклонена, а это в большинстве случаев свидетельствует о том, что тело когда-то являлось свободным астероидом, но было захвачено, подойдя слишком близко к планете-гиганту. Однако орбиты захваченных спутников всегда сильно вытянуты, а орбита Япета – почти идеально круглая.

Спутник сильно сжат – его полярный диаметр почти на 5% меньше экваториального, а ровно по экватору проходит удивительное образование – гигантский горный хребет высотой около 15 км, простирающийся более чем на две тысячи километров. Чтобы оценить сравнительные масштабы образования, представьте горный хребет высотой в 130 км, наполовину опоясывающий Землю; при том точно по экватору.

Наконец, самое удивительное – цвет Япета. Точнее, два цвета: одно из полушарий сатурнианской луны тёмное, как сажа, другое – белое, как снег.

И промежуточных тонов на поверхности спутника почти не видно. Сатурнианский Япет, подобно земной Луне, всё время повёрнут к своему «хозяину» одним полушарием – долгая совместная жизнь согласовала орбитальное и осевое вращение спутника. Линия раздела между тёмной и светлой половинами проходит по направлению на Сатурн, и ведущая при орбитальном движении сторона является тёмной, а ведомая – ярко-белой.

Для объяснения этой странной раздвоенности было предложено много теорий. И, похоже, одна из них, в комбинации с другой, находит подтверждение. Как рассказал американский астроном Джон Спенсер из техасского Юго-западного исследовательского института, тёмная половина Япета кажется достаточно тёплой для того, чтобы с её поверхности мог медленно испаряться водяной пар.

По данным инфракрасных камер Cassini, температура тёмного полушария – около -146 градусов по Цельсию. Такая температура обеспечивает возможность медленной сублимации водяного льда – прямого превращения его в пары воды, минующего жидкую стадию. Эти пары образуют очень разреженную атмосферу, которая простирается вокруг всего спутника. Однако в ведомом, светлом полушарии Япета температура меньше, и эти пары тонким слоем инея оседают на поверхности, делая её ещё более светлой.

Процесс получается самоподдерживающимся.Тёмное вещество поглощает больше света и таким образом сильнее нагревается, высвобождая ещё больше водяного пара. Светлое же полушарие в такой степени прогреться не может, и оказывается местом конденсации выделившихся в противоположном полушарии паров. Возвращаясь к нашей аналогии, можно представить Землю, которая состоит исключительно из Сахары и заснеженной Арктики или Антарктики – кому как больше нравится. При том разделение проходит не по экватору, а по меридиану.

Кстати, о полюсах. Они у любого космического тела прогреваются хуже: в отличие от остальных участков поверхности, над которыми Солнце поднимается и опускается, на полюса солнечные лучи всегда падают очень косо. Поэтому можно было бы предположить, что кроме ведомого полушария иней также будет покрывать полярную область. Именно такую картину и показывают снимки с Cassini!

Подобные идеи для объяснения раздвоенности спутника появились ещё в 70-х годах прошлого века. Однако учёные не были уверены ни в том, что на Япете в заметных количествах присутствует лёд, ни в том, что температура тёмной тёплой половины достаточна, чтобы поддерживать работу предложенного механизма. Данные спектрометров Cassini помогли и установить наличие льда, и измерить температуру поверхности.

«Забавно, что идея, которой уже больше 30 лет, всё ещё может работать», – говорит Тильманн Денк из Свободного университета Берлина, который также входит в команду Cassini.

Однако если работа механизма понятна, то что его запустило – по-прежнему остаётся загадкой.
Кто «накоптил» на Япет и когда это было – неизвестно. По данным радаров, толщина слоя «сажи» невелика – от нескольких сантиметров до десятков метров. Удары метеоритов всё ещё выбрасывают на поверхность спутника вещество из-под тёмного слоя, и, судя по всему, это вещество состоит изо льда. Там также присутствуют другие соединения, однако идентифицировать их по полученным к настоящему времени спектрам учёные ещё не успели.

Понятно одно – теперь астрономам не надо ломать голову над тем, как в течение долгих лет поддерживается столь явный контраст. Когда бы и с какого бы небольшого отличия в отражательной способности не начался этот процесс, дальше он шёл лишь по нарастающей. И сейчас тёмное полушарие темнее светлого в 10-20 раз.

Источник: gazeta.ru

Другие новости по теме

Сегодня зонд "Кассини" пройдет на рекордно малом расстоянии от спутника Сатурна - Япета