211service.com
Astronomer löser mysteriet med åsen runt Iapetus
Saturnus måne Iapetus är ett av de mer mystiska objekten i solsystemet. Den är ganska stor, den 11:e största månen i solsystemet, och består till största delen av is.
Men Iapetus är ett pussel. Hälften av månen är mörkfärgad och den andra hälften ljus, utan nyanser av grått. Den buktar runt sin ekvator, som om den snurrar snabbt. Men den roterar faktiskt ganska lugnt, en gång var 79:e jorddag. Mest förbryllande av allt är en ås som sträcker sig nästan halvvägs runt sin ekvator (se bilden ovan).
Idag ger Iapetus sakta upp sina hemligheter. Planetgeologer löste nyligen pusslet med dess tvåfärgade utseende. Det visar sig att det mörka är den kemiska rest som finns kvar när isen sublimeras.
Tanken är att för ungefär en miljard år sedan började den ena sidan av Iapetus sublimeras lite snabbare än den andra och lämnade en mörk rest. Isen kondenserade sedan på andra sidan månen och gjorde den lättare. Den mörkare sidan absorberade sedan mer solljus, vilket gjorde det varmare och ökade sublimeringshastigheten i en positiv återkopplingscykel.
Det är denna cykel som har lämnat månen i dess nuvarande tvåtonstillstånd.
Idag har Harold Levison och kompisar vid Southwest Research Institute i Boulder, Colorado, hittat en förklaring till de andra två förbryllande egenskaperna: Iapetus utbuktning och ås.
Deras teori är att tidigt i sin historia snurrade Iapetus mycket snabbt, förmodligen med en hastighet av en gång var 16:e timme eller så. Detta fick den att bukta runt sin ekvator.
Vid denna tidpunkt träffades den av en annan stor måne, som slungade en enorm volym utstötning i omloppsbana (lite som kollisionen som bildade vår måne). Denna kretsande massa av spillror föll sedan offer för två separata processer.
För att förstå dessa krafter behöver vi först lite bakgrund om orbital dynamik. Astronomer har länge vetat att det finns ett särskilt avstånd från alla gravitationsobjekt bortom vilket spillror kan kondensera och bilda en fast kropp. Detta kallas Roche-radien. Men allt närmare än detta slits isär av tidvattenkrafter och kondenserar därför aldrig.
Levison och co säger att utstötningen runt Iapetus måste ha sträckt sig över Roches radie. Materialet bortom denna gräns kondenserade för att bilda en nymåne, som gradvis spiralerade bort från Iapetus. Det var denna förlust av sin egen satellit som bromsade Iapetus rotation till den lugna hastighet vi ser idag. Men dess frusna kropp bevarade formen av den ursprungliga utbuktningen.
Men utstötningen innanför Roche-radien kunde inte ha bildat en fast kropp och måste därför ha bildat en ring runt Iapetus istället. Levison och co tror att den här ringen var instabil och måste sakta ha stängts in på månen.
Så den ekvatoriska åsen vi ser idag är resterna av denna ring som slog sig ner på månens yta.
Det verkar vara en bra idé. Det förklarar åtminstone två av Iapetus stora mysterier. Och det är inte dåligt för en enda teori.
Ref: arxiv.org/abs/1105.1685 : Åsbildning och avspinning av Iapetus via en stötgenererad satellit