Загадочный Япет, спутник Сатурна

Япет – третий по величине спутник Сатурна, после Титана и Реи. Это ледяной мир, очень интересный и необычный. Давайте поближе познакомимся с «двуликим» Япетом – так его еще называют.

Открытие Япета

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.

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.

Орбита Япета

Этот спутник имеет не круговую, а эллиптическую орбиту. В самой дальней точке он удаляется от Сатурна на 3.663 млн. км, а в самом ближней приближается до 3.459 млн. км. Разница кажется небольшой – 204 000 км, но это половина расстояния от Земли до Луны, то есть немало.

Япет постоянно повернут к Сатурну одной стороной. Полный оборот по орбите он делает за 79 суток.

Большинство спутников Сатурна имеют орбиту, лежащую в плоскости экватора планеты. Многие из них находятся в его кольце. Но Япет и в этом не такой – его орбита наклонена на 15.47⁰ к экватору. Поэтому, если бы мы находились на его поверхности, то могли бы видеть шикарные кольца Сатурна не с ребра, а немного «сверху». Правда, издалека.

Поверхность и строение Япета

Япет довольно крупный – его средний диаметр составляет 1468 км, то есть 11.5% земного. После Титана и Реи он на третьем месте по величине среди всех спутников Сатурна.

Средняя плотность составляет всего 1.088 г/см3, и это говорит от том, что Япет в основном состоит из льда – в нём всего 20% горных пород.

На поверхности Япета много кратеров разных размеров. Самый большой называется Тургис, он имеет глубину 15 км, а в длину тянется на 580 км.

Стена Япета

Одна из самых заметных деталей на поверхности этого спутника Сатурна – горная цепь, которая тянется по всему экватору и опоясывает его полностью. Эта цепь называется «стена Япета», и это одна из загадок Солнечной системы.

Высота горной цепи достигает 13 км, а ширина – 20 км. Общая её протяжённость составляет 1300 км.

Происхождение Стены Япета пока остаётся загадкой. Одна из теорий основана на том, что раньше Япет вращался гораздо быстрее, и был уплощен на полюсах. С замедлением вращения он как бы распрямился, а по экватору произошло выпячивание породы.

По другой теории Япет в прошлом мог иметь поблизости собственный ледяной спутник небольшого размера, который был разорван гравитацией. Образовавшийся материал собрался в кольца Япета в плоскости экватора. Постепенно весь лед из собственного кольца выпал на поверхность, образовав горный хребет.

Пока ни одна из теорий не подтверждена достаточно убедительно, поэтому требуются дальнейшие исследования.

Двуликий Япет

Разная окраска полушарий делает Япет уникальным в Солнечной системе. Хотя такой эффект есть и у некоторых других спутников Сатурна, но у них он гораздо слабее. У Япета же разность альбедо достигает 10-кратной величины – у светлого полушария 0.5, а у тёмного – 0.05.

Учёные долгое время, порядка 3 веков, не могли понять, почему Япет такой светлый с одной стороны, и такой тёмный с другой. При этом светлая область немного больше и занимает 60% всей поверхности. Границы между ними размытые и рваные, то есть нет никакого ровного перехода. К тому же, на светлом полушарии встречаются небольшие тёмные участки, а на тёмном – светлые.

Отчего этот спутник Сатурна приобрёл такую странную окраску, благодаря которой получил прозвище «Двуликий Япет»? Теорий было много, но сейчас самой реалистичной и детально проработанной считается одна. Давайте разберёмся.

Япет движется по очень удалённой от Сатурна орбите, причём повернут к планете всегда одной стороной. Это значит, что в этом полёте у него всегда впереди одно полушарие, а позади – другое. Они называются ведущим и ведомым. То есть Япет всегда «летит вперёд» одной стороной. И вот эта сторона у него тёмная, а противоположная – светлая.

Оказывается, тёмное полушарие просто покрыто слоём пыли толщиной около 10 см. Эта пыль на орбите Япета берётся от других спутников Сатурна, и он в полёте собирает её своим ведущим полушарием, в то время как другое остаётся «чистым». Но дальше в игру включаются и другие процессы.

Дело в том, что тёмная сторона Япета нагревается под солнечным светом сильнее, чем светлая. Этому благоприятствует большое удаление спутника от планеты, благодаря чему он делает оборот по орбите целых 79 суток, и каждое полушарие освещается довольно долго. Поэтому лёд на тёмной стороне начинает испаряться и молекулы воды перемещаются на светлую сторону, где и оседают. Поэтому на светлой стороне постоянно образуется свежий белый лёд.

Возникает интересная ситуация – тёмная поверхность Япета собирает пыль, одновременно испаряя свой лёд, и от этого становится еще темнее. На светлой же постоянно оседает свежий лёд, и она становится светлее. Всё это происходит благодаря стечению обстоятельств – большому удалению от планеты, медленному движению по орбите, отсутствию вращения и большому размеру. Размер влияет просто – испарившиеся молекулы воды не улетают в космос, а оседают на поверхность под действием гравитации на удалении в сотни километров от того места, где испарились.

Исследования Япета

Сатурн находится слишком далеко, чтобы можно было изучать даже крупнейшие его спутники с помощью телескопа. Поэтому прошло 310 лет с момента открытия Япета, прежде чем были получены первые его фотографии.

Первым посетил систему Сатурна автоматический зонд «Вояджер-2». В 1981 году он впервые в истории сфотографировал Япет. Хотя эти снимки и были не очень подробными, но они позволили впервые взглянуть на этот странный мир и дали учёным очень много нового материала.

Затем исследованиями Сатурна и его спутников несколько лет подряд занимался зон Cassini. 3 июля 2004 года он приблизился к Япету в 10 раз ближе, чем «Вояджер-2» 0 на расстояние 3 миллиона километров. Он сфотографировал тёмное полушарие и на снимках были различимы детали размером от 18 км.

В дальнейшем зонд Cassini еще несколько раз обращал своё внимание на Япет. 1 января 2005 года он приблизился к нему всего на 123400 км и сделал высококачественные фотографии. Затем зонд сближался с Япетом и в 2007 году, сделав снимки его тёмной стороны.

Вот такой он, двуликий Япет, один из самых интересных и необычных спутников нашей Солнечной системы. Если у вас есть телескоп с апертурой от 90 мм, обязательно отыщите его. Летом Сатурн прекрасно виден в южной части неба и Япет вполне доступен для такого или более мощного инструмента.