Byl velkou záhadou. Astronomové si 300 let lámali hlavu nad tím, proč je měsíc Iapetus dvoubarevný

Sluneční soustava je domovem mnoha unikátních objektů, včetně podivných měsíců. Jedním z nich je Iapetus, satelit Saturnu, který byl pro astronomy 300 let velkou záhadou. Vědci si lámali hlavu nad tím, proč je měsíc dvoubarevný. Odpověď, kterou dostali, je překvapivější a složitější, než by možná čekali.

Když přijde řeč na Saturnovy měsíce, obvykle se vybaví Titan nebo Dione. Mnohem méně často se objevuje jméno lapetus, přestože jde o jeden z největších satelitů planety. Navíc se jedná o mimořádně výrazný objekt, který ve Sluneční soustavě prakticky nemá obdoby. Iapetus byl objeven v roce 1671 Giovannim Cassinim již jako druhý satelit Saturnu. Pozornost astronomů okamžitě upoutal svým velmi zvláštním chováním, píše Forbes.

Když Cassini Iapetus pozoroval, byl viditelný pouze z 50 %, a to na západní straně k Saturnu. Po dalších 50 procent (na východní straně planety) nebyl k vidění. Vědci zpočátku nechápali, čím by to mohlo být způsobeno. Teprve vylepšením svého dalekohledu byl schopen spatřit Iapetus i na východní straně Saturnu. Zde byl však opět překvapen, protože jasnost tohoto objektu byla nižší, než když jej pozoroval na západní straně planety. Cassini rychle usoudil, že měsíc musí být dvoubarevný. Došel také k závěru, že měsíc musí být slapově vázán na Saturn, takže k němu směřuje stále stejnou stranou. Otázkou zůstávalo, proč tomu tak je. Cassini nemohl své teorie ověřit kvůli technickým omezením.

Abychom to zjistili, je třeba se na Iapetus podívat zeširoka. Jedná se o nejvzdálenější Saturnův měsíc, který je rozhodně vzdálenější než všechny ostatní. Navíc se také nachází na družici v poměrně zvláštní poloze. Pokud se podíváme na Saturnovy prstence, zjistíme, že obíhají ve stejné rovině. Podobně je tomu u sedmi z osmi měsíců, neboť každý z nich obíhá ve vzdálenosti 1,6 stupně od výše zmíněné roviny, přičemž malou výjimkou z tohoto pravidla je Mimas, u něhož je sklon větší než 0,5 stupně, píše portál Phys.

Jedinečný měsíc
Iapetus je v tomto případě skutečnou raritou, protože je vůči zbytku soustavy překvapivě skloněný. Jeho sklon vzhledem k rovině činí celých 15,5 stupně a doposud není známo, čím je to způsobeno. Existuje o tom poměrně dost různých teorií – některé poukazují na gravitační zachycení, jiné na kosmickou srážku. Je však těžké přesně zjistit, co způsobilo, že dráha Iapetusu vypadá právě takto. Za zmínku však stojí, že žádný jiný měsíc, který se zformoval spolu se svou planetou, tuto charakteristiku nemá, což může být vodítkem.

Další zajímavostí tohoto měsíce je jeho výrazný hřeben. Iapetus zřejmě není dokonalá koule, stejně jako Země nebo Měsíc. Naše planeta je od pólů mírně stlačená, takže rovník je mírně vyboulený. To je způsobeno rovnováhou mezi gravitací a hybností, známou také jako hydrostatická rovnováha. Jak jste možná uhodli, v Iapetusu to celé vypadá úplně jinak. Jeho rovník má průměr 1492 km a průměr mezi póly je 1424 km. Při znalosti těchto údajů je možné spočítat, že výše zmíněné rovnováhy by bylo dosaženo, pokud by Iapetusu vykonal plnou rotaci každých 16 hodin. Problém je v tom, že jeden oběh vykoná každých 79 dní. To jen potvrzuje jeho těsný slapový vztah se Saturnem. Pokud jde o samotný hřbet, je 20 km široký a 13 km vysoký. Zdá se také, že probíhá téměř dokonale podél rovníku. Není znám žádný objekt, který by měl podobnou vlastnost.

Přistupme konečně k nejzajímavější vlastnosti Iapetusu. Cassini se nemýlil, když tvrdil, že měsíc je dvoubarevný, ale odhalit důvod tohoto jevu nebylo snadné. Vždyť Iapetus je ledový obr, takže takové rozdíly v barvě zdánlivě nedávají smysl. Vědcům se 300 let nedařilo zjistit, co za touto zvláštností vzhledu měsíce stojí. Nakonec se ukázalo, že tmavá strana Iapetu tmavne přesně stejným způsobem, jakým se zašpiní čelní sklo auta po průjezdu velkou koncentrací hmyzu. V tomto případě je špinavé pouze přední sklo, zatímco zadní sklo, které není v kontaktu s komáry a pakomáry, vypadá úplně stejně jako před vjetím do roje.

Nasbíralo kosmickou špínu
Otázkou je, jaký byl vesmírný ekvivalent roje hmyzu, který ušpinil temnou stranu Iapetu. Existovalo několik hypotéz, ale nakonec se ukázalo, že šlo o proud částic přicházející z planetky Phoebe. Jeden z největších asteroidů v naší soustavě se na své dráze pohybuje v opačném směru než Saturnův měsíc. Oblak, který za sebou zanechává a který je viditelný prakticky jen v infračerveném spektru, existuje vlivem slunečního záření a mikroimpaktů. Vzniklý prstenec je velmi řídký, obsahuje pouze 6-7 zrnek o velikosti prachu na kilometr krychlový.

Nejdůležitější však je, že tento prstenec je také obrovský a Iapetus proráží jeho dráhu. Ukládání prachu na určité straně usnadňuje již mnohokrát zmíněná slapová konjunkce se Saturnem. To však věc zcela neřeší. Bylo třeba vysvětlit, proč led nepřekrývá materiál pohlcený z prstence. Zde přichází na řadu otázka absorpce tepla, které, jak známo, lépe pohlcují tmavé látky.

Světlá strana Iapetusu vystavená slunečnímu záření zadržuje mnohem méně tepla než strana s částicemi, takže led na této straně spíše sublimuje a hromadí se na „chladnější“ bílé straně. Na „teplejší polokouli“ tak zůstávají pouze netěkavé částice z Phoebe, které teplo pohlcují. Vědci tvrdí, že za miliardy let se na povrchu Iapetu nahromadilo pouze 30 cm černého prachu. To sice není mnoho, ale stačí to na to, aby to „obarvilo“ celou polokouli.

Přestože jsme našli odpovědi na mnoho otázek týkajících se tohoto měsíce, stále zůstává mnoho otázek nevyřešených. Nepomohla tomu ani data získaná sondou Cassini – další informace budou potřeba při budoucích vesmírných expedicích. Astronomové například netrpělivě očekávají potvrzení původu Iapetu. Ačkoli teorie o jeho zachycení je poměrně logická a navíc vypadá rozumně, při pohledu na Triton – Neptunův měsíc – nikdo nemůže stoprocentně potvrdit, že tomu tak skutečně bylo.

Zdroj: Forbes, Phys