Zahvaljujoč Cassini misije, se je v zadnjih letih o Saturnovem sistemu naučilo veliko stvari. Poleg informacij o Saturnovem ozračju, vrtenju in njegovem čudovitem in obsežnem sistemu obročev je bilo narejenih veliko razkritij o Saturnov sistem lun . Na primer, zelo malo je bilo znanega o obskurni luni Japeta – včasih imenovani Saturnova luna »jin-jang« – predCassiniprihod.
Poleg skrivnostnega ekvatorialnega grebena ima ta luna tudi dvobarvni videz, ki je v preteklosti otežil neposredno opazovanje. Zaradi oddaljenosti od Saturna je bilo tudi opazovanje od blizu z vesoljskimi sondami do nedavnega precej težavno. Vendar nas je to, kar smo se v zadnjih nekaj letih naučili o Japetu, naučilo, da gre za svet močnih nasprotij, in to ne le v smislu njegovega videza.
Odkritje in poimenovanje:
Japeta je aprila 1671 odkril Giovanni Domenico Cassini. Rhea , Tethys in Dione, Japet je bil ena od štirih lun, ki jih je Cassini odkril med letoma 1671 in 1672 - ki jih je skupaj poimenovalSidera Lodoicea('Zvezde Louisa«, po njegovem zavetniku Ludviku XIV. Po odkritju so se astronomi navadili, da se jih omenjajo z rimskimi številkami, pri čemer je JapetSaturn V.
Ime Japet je predlagal John Herschel, sin William Herschel , v svoji razpravi iz leta 1847 Rezultati astronomskih opazovanj na Rtu dobrega upanja . Tako kot vse Saturnove lune je bilo ime Japet vzeto iz Titanov iz grške mitologije - Kronosovih sinov in hčera (grški ekvivalent rimskega Saturna). Japet je bil sin Urana in Geje ter oče Atlasa, Prometeja, Epimeteja in Menoecija.
Gravura Pariškega observatorija v Cassinijevem času. Zasluge: Wikipedia Commons
Geološke značilnosti na Japetu so poimenovane po likih in krajih iz francoske epske pesmiPesem o Rolandu. Primeri uporabljenih imen vključujejo kraterje Karel Veliki in Baligant ter severne in južne svetle regije, Roncevaux Terra in Sargassio Terra . Edina izjema je Cassini Regio temna regija Japet, poimenovana po odkritelju regije Giovanniju Cassiniju.
Velikost, masa in orbita:
S srednjim polmerom 734,5 ± 2,8 km in maso približno 1,806 × 10enaindvajsetkg, Japet je 0,1155-krat večji od Zemlje in 0,00030-krat večji. Svojega matičnega planeta kroži na povprečni razdalji (pol velika os) 3.560.820 km. Z opazno ekscentričnostjo 0,0286125 se njegova orbita giblje na razdalji od 3.458.936 km v periapsi in 3.662.704 km v apoapsi.
S povprečno orbitalno hitrostjo 3,26 km/s potrebuje Japet 79,32 dni, da dokonča posamezno Saturnovo orbito. Kljub temu, da je Japet tretja največja Saturnova luna, kroži veliko dlje od Saturna kot njegov naslednji najbližji večji satelit (Titan). Ima tudi najbolj nagnjeno orbitalno ravnino od vseh rednih satelitov – 17,28° do ekliptike, 15,47° do Saturnovega ekvatorja in 8,13° do Laplaceove ravnine. Všeč so samo nepravilni zunanji sateliti Phoebe imajo bolj nagnjene orbite.
Primerjava velikosti Zemlje, Lune in Japeta. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/SSI/LPI/Tom Reding
Sestava in površinske lastnosti:
Kot mnoge Saturnove lune – še posebej Tethys , mimiki in Rhea – Japet ima nizko gostoto (1,088 ± 0,013 g/cm³), kar kaže, da je sestavljen primarno iz vodnega ledu in le približno 20 % kamnin. Toda za razliko od večine večjih Saturnovih lun njegova splošna oblika ni niti sferična niti elipsoidna, temveč je sestavljena iz sploščenih polov in izbočenega pasu.
K njegovi nesorazmerni obliki prispeva tudi njegov velik in nenavadno visok ekvatorialni greben (glej spodaj). Zaradi tega je Japet največja znana luna, ki ni dosegla hidrostatičnega ravnotežja. Čeprav je na videz zaokrožen, ga zaradi izbočenega videza ne more uvrstiti med kroglaste.
Kot je običajno pri kronskih lunah, ima Japetova površina precejšnje znake kraterjev. Nedavne slike, ki jih je posnelCassinivesoljska plovila so odkrila več velikih udarnih bazenov, od katerih jih je vsaj pet merilo več kot 350 km v premeru. Največji, Turgis , ima premer 580 km, z izjemno strmim robom in približno 15 km visoko škarpo. Ugotovljeno je bilo tudi, da Japetova površina podpira dolgotrajne plazove (aka. udarni tok ), kar je lahko posledica drsenja ledu.
Kot smo že omenili, je še ena zanimivost na Japetu njegova slavna ekvatorialni greben , ki meri 1300 km v dolžino, 20 km v širino, 13 km v višino in poteka po središču temne regije Cassini Regio. Čeprav so bili namigi o obstoju gorske verige v tej regiji že prej, je bil greben prvič neposredno opazen, ko je bilCassiniVesoljsko plovilo je svoje prve slike Japeta posnelo 31. decembra 2004.
Toda morda je najbolj znana Japetova lastnost njegova dvobarvna obarvanost. To je prvi opazil Giovanni Cassini v 17. stoletju, ki je ugotovil, da si je Japet lahko ogledal le, ko je bil na zahodni strani Saturna in nikoli na vzhodu. Takrat je pravilno zaključil, da je Japet plimsko zaprt s Saturnom in da je ena stran temnejša od druge. Ta sklep je bil kasneje podprt z opazovanji z uporabo zemeljskih teleskopov.
Temno območje se imenuje Cassini Regio, svetlo območje pa je razdeljeno na Roncevaux Terra – ki leži severno od ekvatorja – in Saragossa Terra, ki je južno od njega. Danes se razume, da so temna področja ogljikova in verjetno vsebujejo organske spojine, podobne snovem, ki jih najdemo v primitivnih meteoritih ali na površinah kometov – to so zamrznjene ciano spojine, kot so polimeri vodikovega cianida.
Vzorec obarvanja je podoben sferičnemu simbolu jin-jang, od tod tudi vzdevek 'Saturnova luna jin-jang'. Razlika v obarvanosti med obema japetskima hemisferama je precej ekstremna. Medtem ko je vodilna polobla temna, z albedom 0,03–0,05 (in ima rahlo rdečkasto rjavo barvo), je večina zadnje poloble in polov skoraj tako svetla kot Evrope (albedo 0,5–0,6).
Izboljšana barvna karta Japeta z uporabo podatkov, ki jih je zbrala sonda Cassini. Vodilna hemisfera je na desni. Zasluge: NASA/JPL-Caltech/SSI/LPI
Tako je navidezna magnituda zadnje poloble okoli 10,2, medtem ko je magnituda vodilne poloble okoli 11,9. Teorije o njegovem vzroku se na splošno strinjajo, da je prvotni temni material moral priti izven Japeta, vendar da kasnejše zatemnitev povzroči sublimacija ledu iz toplejših območij Japetove površine, zaradi česar se hlapne spojine sublimirajo in se umaknejo v hladnejša območja.
Zaradi počasnega vrtenja 79 dni ima Japet dovolj temperaturne razlike, da to olajša. V bližini ekvatorja absorpcija toplote s temnim materialom povzroči dnevne temperature v regiji Cassini Regio 129 K (-144,15 °C/-227,5 °F) v primerjavi s 113 K (-160,15 °C/-256,3 °F) v svetlem regije. Razlika v temperaturi pomeni, da led sublimira iz Cassini Regio, nato pa se nalaga na hladnejših svetlih območjih in predvsem na še hladnejših polih.
V geoloških časovnih skalah bi to še dodatno zatemnilo Cassini Regio in osvetlilo preostali del Japeta, kar bi ustvarilo pobegni proces toplotne povratne informacije z vedno večjim kontrastom v albedu, ki bi se končal z izgubo celotnega izpostavljenega ledu iz Cassini Regio.Ta model je splošno sprejet, ker pojasnjuje porazdelitev svetlih in temnih območij, odsotnost odtenkov sive in tankost temnega materiala, ki pokriva Cassini Regio.
Trije različni lažni barvni pogledi na Saturnovo luno Japet, ki prikazujejo mejo globalne 'barvne dihotomije'. Zasluge: NASA/JPL/Inštitut za vesoljske znanosti
Vendar pa je priznano, da bi bil za začetek toplotne povratne informacije o tem procesu potreben ločen postopek. Zato se domneva, da je sprva temen material prišel od drugod, najverjetneje nekaterih Saturnovih majhnih, retrogradnih lun. Material s teh lun bi lahko odnesel bodisi mikrometeoroidi bodisi močan udarec.
Ta material bi bil nato potemnjen zaradi izpostavljenosti sončni svetlobi, nato pa bi ga pometla vodilna Japetova polobla. Ko je ta proces ustvaril skromen kontrast v albedu (in s tem v temperaturi) na Japetovi površini, bi proces toplotne povratne informacije prišel v poštev in ga še dodatno pretiraval.
Največji vir tega materiala naj bi bil Phoebe , največja od zunanjih Saturnovih lun. Odkritje tankega diska materiala v ravnini (in tik znotraj) Phoebeine orbite, ki je bilo objavljeno 6. oktobra 2009, podpira to teorijo.
raziskovanje:
Prvo robotsko vesoljsko plovilo za raziskovanje Japeta je bilo Potovanje 1inPotovanje 2 sonde, ki so šle skozi Saturnov sistem na poti do zunanjega Osončja v letih 1980 in 1981. Podatki iz teh misij so znanstvenikom zagotovili prve znake Japetovih gora, ki so jih nato neformalno imenovali »Voyagerjeve gore«.
Saturnova luna Japet, ki jo je na silvestrovo 2004 ujela vesoljska sonda Cassini. Zasluge: NASA/JPL/Space Science Institute.
Samo orbiter Cassini je kdaj raziskoval Saturnovo luno Japet, ki je od leta 2004 posnela več slik lune z zmernih razdalj. Na primer, na silvestrovo 2004 je Cassini šel mimo Japeta na razdalji 122.647 kilometrov in preletel 76 milj. štiri slike vidne svetlobe, ki so bile združene tako, da tvorijo pogled na njegov ekvatorialni greben, ki štrli ob strani (prikazano zgoraj).
Vendar pa njegova velika oddaljenost od Saturna otežuje natančno opazovanje. Kot rezultat,Cassiniopravil le en ciljno blizu prelet, ki se je zgodil dne 10. september 2007 pri najmanjšem dosegu 1227 km. Med tem preletom so bili pridobljeni podatki, ki kažejo, da je toplotna segregacija verjetno glavna sila, odgovorna za Japetovo temno hemisfero. Trenutno ni načrtovanih nobenih prihodnjih misij.
Japet je svet kontrastov, in to ne samo po barvi. Poleg tega je zelo majhna luna, ki je še vedno uspela biti dovolj masivna, da je dosegla hidrostatično ravnotežje. In kljub temu, da je ena od večjih Saturnovih lun, kroži na razdalji, ki je običajno rezervirana za manjše, nepravilne lune.
Skupaj z dejstvom, da znanstveniki še vedno niso prepričani, zakaj ima nenavadno obliko oreha, bo Japet v prihodnjih letih verjetno tarča vseh raziskovalnih misij, namenjenih preučevanju kronskih lun.
Imamo veliko odličnih člankov o Japetu in Saturnove lune tukaj na Universe Today. Tukaj je ena o njej znameniti greben , je dvobarvno barvanje , ledeni plazovi občasno doživlja in ne glede na to, ali je ali ne porabil enega od Saturnovih prstanov .
Za več informacij si oglejte NASA Pogled na stran Osončja na Japetu , in Stran misije Cassini Solstice Mission .
