Saturni kuu Iapetus

Saturni suuruselt kolmas kuu Iapetus avastati 1671. aastal Itaalia astronoom Giovanni Domenico Cassini poolt, kui ta märkas oma suhteliselt algelise teleskoobiga Saturnist lääne pool (Maa taevas vaadates) uut kuud. Mõni aeg hiljem üritas ta seda vaadelda Saturnist ida pool, kuid tulutult. Järgmine aasta kordus sama asi. Alles parema teleskoobiga õnnestus tal seda ka Saturnist ida pool vaadelda, kuid seal paistis see oluliselt madalama heledusega. Vaatlusi korrates järeldas ta, et Iapetusel peab olema kaks väga erineva peegeldavusega poolkera ning sarnaselt meie Kuule vaatab see pidevalt ühe poolega planeedi poole ehk on planeedi suhtes loodeliselt lukustunud. Seega Saturnist lääne pool asudes näeme me selle heledamat poolkera ja Saturnist ida pool tumedamat poolkera. See geniaalne järeldus sai täieliku kinnituse kolm sajandit hiljem, kui Saturni külastasid esimest korda legendaarsed Voyageri sondid. Saturni ja selle kuude pikaajaline uurimine viidi aga läbi aastatel 2004-2017 läbi Cassini auks nimetatud sondi poolt.

Erinevused kahe poolkera vahel. Tumedam vaatab kuu liikumise suunas, heledam selle taha. Fotod: Cassini.

Tänaseks teame, et kusagil 1500 kilomeetrise läbimõõduga Iapetuse tiirlemise suunas vaatav poolkera on kaetud kõige rohkem paarikümne sentimeetrise punakas-pruuni tolmu kihiga, samal ajal kui teine poolt katab suhteliselt värske jääkiht. Heledam poolkera suudab peegeldada kusagil 50-60% sellele langevast päikesevalgusest, tumedam vaid 3-5%. Taolise drastilise erinevuse seletamiseks tuleb teada, et Iapetus tiirleb Saturnist võrdlemisi kaugel ning seega aeglaselt. Ühe tiiru (ja seega ka ühe pöörde) tegemiseks kulub sellel 79 päeva. Selle tulemusel saab Iapetuse üks pool 37,5 päeva päikesevalgust ja 37,5 päeva pimedust, tekitades päeva ja öö vahel väga suuri temperatuurilisi erinevusi. Kuna kuu tumedam poolkera neelab oluliselt rohkem päikesevalgust, soojeneb see kiiremini ning tumeda tolmu all olev jää sublimeerub (vaakumis jää mitte ei sula vedelikuks, vaid muutub tahkest otse gaasiliseks). Veeaur aga ei jõua kuust kuigi kaugele ning ladestub värske kihina tagasi Iapetuse heledamale ehk jahedamale poolkerale. Nii tekib omamoodi isevõimenduv tsükkel, kus Iapetuse tumedam pool muutub üha tumedamaks (jää kaob, tolm jääb alles) ning hele pool üha heledamaks (värske jää on heledam). On arvutatud, et miljardi aasta jooksul sublimeeruks sedasi Iapetuse tumedamalt küljelt 20 meetrit jääd, heledamalt aga kõigest 10 sentimeerit (jättes arvestamata, et tegelikult seal jääkiht hoopis kasvab).

Cassini mosaiik Iapetuse heledamast küljest. All on näha Iapetuse suuruselt teist kraatrit Engelieri basseini, mille läbimõõt on ümmarguselt 500 kilomeetrit.

Cassini möödalennu käigus pildistatud ekvatoriaalne mäeahelik.

Fotol lähivaade Iapetuse ekvaatoril kõrguvale mäeahelikule, mis on tihedalt täis iidseid meteoriidikraatreid. Foto keskosas on näha hiljutisema kokkupõrke poolt paljastatud heledamat jääd, millest kuu suuremas osas koosnebki. Nähtavad mäed on jalamilt umbes 10 kilomeetrit.

Kui taoliste tsüklite poolt põhjustatud erinevusi kuu poolkeradel on suhteliselt lihtne mõista, siis lahtiseks jääb küsimus, et kuidas see protsess alguse sai. Juhtivaks hüpoteesiks on, et algne tume materjal, mis Iapetuse tiirlemissuuna küljele ladestus, pärines mõnelt teiselt Saturni kuult. Võibolla tabas mõnd sellist suurem asteroid või meteoriidisadu, mis paiskas Iapetuse ette orbiidile tolmupilve, mis miljonite aastate jooksul kuu poolt kinni püüti. Kord juba värvierinevust omades sai see eespool kirjeldatud tsüklite käigus vaid süveneda.

Teine mõistatus Iapetuse puhul on praktiliselt selle ekvaatorit järgiv mäeahelik. 1300 kilomeetrit pikk, 20 kilomeetrit lai ja keskmiselt 13 kilomeetrit kõrge ahelik avastati 2004. aastal Cassini sondi abil. Huvitaval kombel asub see aga ainult kuu tumedamal küljel. Heledamal poolel sarnast pinnavormi praktiliselt ei näe. Teiseks on terve kuu poolustelt otsekui kokku pressitud, andes kuule veidi pelmeeni või kreeka pähkli kuju. Ekvatoriaalse aheliku tekkeks pole suudetud välja pakkuda ühtegi head hüpoteesi. Õigem oleks võib olla öelda, et kuigi hüpoteese on mitmeid, ei suuda neist ükski seletada, et miks on ahelik vaid poolel kuul ja mitte teisel.

Iapetus on nime saanud Kreeka mütoloogiast pärit titaani Iapetuse järgi, kes oli Gaia ja Uraani poeg ning Atlase, Prometheuse, Epimetheuse ja Menoetiuse isa.