Загадочный Япет, спутник Сатурна

Спутник Япет был открыт в 1671 году знаменитым астрономом Джованни Кассини. Он очень много внимания уделял планетам, в том числе и Сатурну. Лучшие телескопы того времени, конечно, не сравнятся даже со средними любительскими современными моделями, поэтому Кассини наблюдал удивительное явление.

Он заметил, что новый спутник виден, только когда находится к западу от Сатурна. Когда он к востоку, его нет, он как будто исчезает. При этом он исправно движется по рассчитанной орбите.

Дело оказалось в том, что на одном из участков орбиты Япет повёрнут к нам одной стороной, а на другом участке – другой, противоположной. И полушария его очень сильно отличаются по яркости – одна светлая, как снег, а другая темная, почти как сажа. Поэтому к западу от Сатурна спутник выглядит гораздо ярче, на 2 звёздные величины, чем к востоку. Для слабого телескопа Кассини он как бы совсем исчезал. В итоге, конечно, учёный разобрался, в чём дело, и именно он сделал предположение о разном строении поверхности Япета.

Спутник Сатурна Япет. Хорошо видна Стена Япета, проходящая по экватору.

Открытый им странный спутник Кассини назвал в честь короля Франции Людовика XIV, но другие учёные не приняли это название. Япетом его назвал другой известный астроном из Британии – Уильям Гершель, в 1847 году. Так звали одного из титанов в древнегреческой мифологии.

Орбитальные характеристики Япет

Япет находится на эксцентрической орбите вокруг Сатурна, в среднем на расстоянии 3 561 300 км. Это расстояние почти в три раза больше среднего расстояния Титана и в 2,5 раза больше среднего расстояния Гипериона. Период обращения составляет около 79,33 дней.

Орбита Япета наклонена к экватору Сатурна более чем на 14º, больше, чем любой другой большой спутник Сатурна. Только гораздо меньшие нерегулярные спутники Сатурна имеют орбиты, более наклонные, чем у Япета.

Япет находится в приливном замке с Сатурном и поэтому обращен к нему только одной стороной.

Состав и поверхность

С плотностью в 1.088 г/см 3 спутник Сатурна Япет состоит из водяного льда и породы (20%). Но его форма отличается выпуклой талией и приплюснутыми полюсами. Заметен высокий экваториальный хребет, который также лишает форму пропорциональности. Япет считается крупнейшим спутником, которому не удалось добиться гравитационного баланса.

Читать еще:  Карты любви(судьбы): Четверка Бубен

На поверхности много кратерных шрамов. Размер в диаметре занимает от 5-350 км. Крупнейший – Тургис, простирающийся на 580 км, а в высоту – 15 км.

На линии экватора Япета вытягивается хребет (1300 км х 20 км х 13 км) и проходит по центру области Кассини. Первые фото удалось получить в 2004 году с миссией Кассини.

Но луну узнают прежде всего по ее цветовому окрасу. Еще Джованни Кассини в 17-м веке отметил, что мог наблюдать за спутником лишь в его западной позиции от планеты. Он понял, что присутствует гравитационный блок и одна сторона темнее второй.

Темную половину Япета назвали регионом Кассини. Вмещает углерод и органические соединения. Цвета и узор сильно смахивают на символику инь-ян. Альбедо темного – 0.03-0.05, а яркого – 0.5-0.6.

Отображение цветовой дихотомии Япета

Полагают, что исходный материал должен был прибывать из пространства. Но к дальнейшему затемнению привела сублимация льда в более теплых лунных участках. Из-за медленного вращения наблюдается резкое температурное колебание: от -144.15°С до -227.5°С.

Ученые отметили тепловую обратную связь между сторонами, но для нее нужен отдельный процесс. Считается, что сначала темный материал поступал из чужих источников. Затем он потемнел из-за влияния солнечных лучей и после перешел на ведущее полушарие. Вероятный источник – Фиби.

Характеристики и контраст полушарий

Фотография крупным планом гор на Япете, третьем по величине спутнике Сатурна

По величине Япет уступает лишь двум спутникам – Титану и Рее, его диаметр – 1 494,8 км. Наличие двух полушарий контрастных цветов делает луну уникальным объектом. Ведущее полушарие отличается угольно-темным цветом, тогда как заднее – ярое и светлое. Их альбедо (способность отражать свет) различается в 10 раз.

Области разделяет четкая граница, лишь частично они заходят на территорию друг друга – темная у экватора, а светлая на полюсах. Плотность Япета (1,08 г/см3) указывает на то, что это глыба льда, в составе которой твердые породы занимают не больше четверти массы.

Темное вещество, покрывающее обращенное к Сатурну полушарие, является слоем пыли, принесенным Фебой, совершающей движение навстречу Япету. Температура на светлой стороне равна -173 градусам, противоположная область теплее – здесь -143 градуса.

Читать еще:  Умбриэль спутник Урана: фотографии, характеристики и параметры

Содержание

Япет был открыт 25 октября 1671 года астрономом Джованни Кассини. Наблюдая за ним, Кассини обнаружил, что Япет виден в телескоп только тогда, когда находится по одну, строго определённую, сторону от Сатурна. Это позволило ему сделать вывод, который подтвердился в дальнейшем — Япет имеет светлую и тёмную стороны и повернут к Сатурну всегда одной и той же стороной. Соответственно, одна сторона смотрит в направлении движения спутника по орбите, и именно она — чёрная, как копоть (альбедо 0,03—0,05). Противоположное ему, заднее полушарие (альбедо 0,5), блестит почти столь же ярко, как свежевыпавший снег, и соперничает с одним из самых ярких объектов в Солнечной системе — спутником Юпитера Европой. В довершение ко всему необходимо указать, что граница между тёмным и светлым полушариями необъяснимо чёткая. Изображения, полученные космическими зондами, подтвердили, что на поверхности Япета имеется обширная область, покрытая тёмным материалом — область Кассини. Остается неясным, образовалось ли тёмное вещество вследствие процессов на самом Япете, или же попало извне [1] .

Удалось установить, что химический состав вещества на поверхности спутника сильно различается — от водяного льда до органических материалов.

Одна из основных теорий образования двух различных видов поверхности Япета — самоподдерживающийся процесс испарения водяного пара с тёмной половины спутника и выпадение этого пара в качестве инея на светлой стороне спутника. По данным инфракрасных камер «Кассини-Гюйгенс», температура тёмного полушария — около −143 °C. Такая температура обеспечивает возможность медленной сублимации водяного льда — прямого превращения его в пары воды, минующего жидкую стадию. Пары воды образуют очень разреженную атмосферу вокруг всего спутника. В светлом полушарии Япета температура меньше, и эти пары тонким слоем инея оседают на поверхности, делая её ещё более светлой [2] .

Орбита спутника

Луна движется по вытянутой орбите на среднем расстоянии от Сатурна 3,56 млн км, периодически приближаясь к нему на 3,459 млн км и отдаляясь на 3,663 млн км. Таким образом, она примерно в 3 раза дальше от планеты, чем ее спутник Титан, и в 2,5 раза дальше, чем Гиперион. В списке сатурнианских лун по их отдаленности от центральной планеты Япет — 24-й.

Орбитальная скорость 3,3 км/с, весь путь спутник проходит примерно за 79,3 дня.

Япет вращается вокруг своей оси, находясь в гравитационном блоке с Сатурном и постоянно будучи повернутым к нему одной стороной. Его полный период обращения — 9,3 земных дня.

Читать еще:  Совместимость Овен-мужчина

Ось тела наклонена на:

  • 17,28° по отношению к эклиптике (плоскости, в которой лежит околосолнечная орбита Земли);
  • 15,47° относительно экваториальной линии Сатурна.

Это больше, чем у любого другого крупного сатурнианского спутника. Сильнее наклонены только гораздо более мелкие нерегулярные местные луны.

Странности Япета и попытки их объяснения

Из-за гигантского экваториального хребта опоясывающего спутник, Япет напоминает грецкий орех или мячик, склеенный из двух одинаковых половинок. Откуда взялся этот хребет, до сих пор не выяснено.

По одной из версий, он образовался в результате быстрого вращения небесного тела в эпоху его зарождения, эту версию также подтверждает факт сильной сплющенности Япета.

Другая гипотеза гласит, что это материал древних колец Сатурна, собранный спутником в ту эпоху, когда его орбита проходила в их плоскости. Из-за чего эта орбита впоследствии изменилась, гипотеза не объясняет. По данным радиолокации, проведенной как с Земли, так и с борта космического аппарата, темный цвет Области Кассини придает слой вещества толщиной не более нескольких десятков сантиметров. Известно также, что в этом слое много углерода — это указывает на обилие органических соединений, каковых много также на крупнейшем спутнике Сатурна Титане. Таким образом, скорее всего, естественный цвет Япета — светлый.

Фото Япета вблизи открывает нам типичный лунный ландшафт спутника Сатурна.

На это указывает и средняя плотность объекта, соответствующая плотности куска водяного льда тысячекилометрового размера. Но в этом случае становится непонятным, за счет чего поддерживается темное покрытие: метеориты всевозможных калибров постоянно бомбардируют поверхность спутника и давно должны были “перепахать” его, подняв на поверхность яркий белый лед.

Вероятно, темное вещество было “собрано” ведущим полушарием луны совсем недавно; не исключено, что этот процесс продолжается и в настоящее время. Но откуда взялась эта чуть красноватая “копоть”, ученые пока сказать не могут. Хотя некоторые из них указывают на Фебу — самый темный спутник Сатурна.

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему: