Iapetus: قمر Yin-Yang التابع لكوكب زحل

تُظهر هاتان الصورتان العالميتان لـ Iapetus الانقسام الشديد في السطوع على سطح هذا القمر الزحل الغريب. تظهر اللوحة اليمنى القمر





تُظهر هاتان الصورتان العالميتان لـ Iapetus الانقسام الشديد في السطوع على سطح هذا القمر الزحل الغريب. تُظهر اللوحة اليسرى نصف الكرة الأمامي للقمر بينما تُظهر اللوحة اليمنى الجانب الخلفي للقمر. تم نشر الصورة في 10 ديسمبر 2009.(رصيد الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute)

تخلق الوجوه الفاتحة والمظلمة لقمر زحل Iapetus تباينًا ساعد في إخفاء القمر الصناعي لسنوات ، على الرغم من مداره البعيد. ظل القمر ، الذي يحافظ على الوجه نفسه متجهًا باستمرار نحو زحل ، محاطًا بالظلال ، وجانبه المشرق لا يمكن رؤيته إلا من الأرض عندما سافر على الجانب الغربي من قاعدته الأساسية.

الاكتشاف والتسمية

Iapetus هو واحد من أربعة أقمار اكتشفها جيوفاني كاسيني في 1672. لكن القمر الجليدي تحدى عالم الفلك الإيطالي. اكتشفه لأول مرة على الجانب الغربي من الكوكب ، ولكن عندما حاول مراقبته بعد 39 يومًا على الجانب الشرقي ، لم يتم العثور على أي أثر للقمر الصناعي. كرر النمط نفسه على مدار مدار القمر البالغ 79 يومًا ، مما دفع كاسيني إلى التكهن بأن القمر كان مغلقًا بشكل مدّي ، وكان أحد الوجوه أغمق من الآخر.



أطلق كاسيني على الأقمار الأربعة التي اكتشفها (إيابيتوس ، ريا ، ديون ، وتيثيس) اسم سيدرا لودويشيا ، أو نجوم لويس ، بعد الملك لويس الرابع عشر. لسنوات ، تمت الإشارة إلى الأقمار عدديًا ، بناءً على بعدها عن زحل. بدأ بعيد Iapetus باسم Saturn V ، ولكن اكتشاف التمثيل الصامت و إنسيلادوس وهايبريون اصطدموا بزحل الثامن. بعد ما يقرب من 200 عام ، اقترح جون هيرشل تسمية الأقمار حول الكوكب ذي الحلقات على اسم جبابرة ، أشقاء الإله اليوناني كرونوس ، الذي كان زحل بالنسبة للرومان.

في الأساطير اليونانية ، إيابيتوس هو ابن لأورانوس وغايا وأب لأطلس وبروميثيوس. أدت علاقته مع بروميثيوس ، العملاق الذي أطلق النار على البشر ، إلى جعل الإغريق الأوائل يعتبرون إيابيتوس أبًا للجنس البشري.

الميزات الموجودة على Iapetus مأخوذة من القصيدة الملحمية الفرنسية 'أغنية رولان'.



التكوين والمدار

تتميز Iapetus بكثافة منخفضة تبلغ 1.083 جرامًا فقط لكل سنتيمتر مكعب ، أي أكثر بقليل من الماء السائل ، مما يعني أنها تتكون أساسًا من الماء ، وتشكل الصخور أقل من ربع تركيبتها. القمر على شكل الجوز ليس كرويًا ، ولكنه يحتوي على خط استواء منتفخ مع أعمدة مهروسة. يشبه الشكل المنضغط للقمر قمرًا صناعيًا يدور مرة كل 10 ساعات ، بدلاً من 79 يومًا التي يستغرقها Iapetus لإحداث ثورة كاملة.

أدى الهيكل الزاوي للقمر إلى اقتراحات شبيهة بالمؤامرة مفادها أنه ليس قمرًا صناعيًا طبيعيًا ولكن يمكن بناؤه أو تعديله بواسطة حضارة أخرى. ومع ذلك ، فإن شكله الغريب يمكن أن يكون له تفسير طبيعي بسهولة. في وقت مبكر من حياته ، عندما كان القمر لا يزال يدور بسرعة ، كان من الممكن أن تكون القشرة السميكة قد جمدت القمر في شكله الغريب. بمرور الوقت ، كان من الممكن أن يتباطأ دوران القمر الصناعي حتى يصبح في النهاية مقفلًا تدريجيًا.

Iapetus هو ثالث أكبر قمر يدور حول زحل ، ويبلغ قطره 914 ميلاً (1،471.2 كم). على الرغم من أن نصف قطره يبلغ حوالي خمسي نصف قطر قمر الأرض ، إلا أن تكوينه الجليدي يعني أن كتلته تبلغ 2٪ فقط.



يمكن أن تصل سلسلة التلال الاستوائية لـ Iapetus إلى ارتفاعات تصل إلى 12 ميلاً (20 كم). تكشف هذه الصورة الجبال عن نصف هذا الارتفاع فقط.

يمكن أن تصل سلسلة التلال الاستوائية لـ Iapetus إلى ارتفاعات تصل إلى 12 ميلاً (20 كم). تكشف هذه الصورة الجبال عن نصف هذا الارتفاع فقط.(رصيد الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute)

سلسلة من الجبال العالية تدور حول خط الاستواء ، وتمتد أكثر من نصف المسافة حول القمر ، على الرغم من أنها ربما تكون قد طوقتها تمامًا منذ فترة طويلة. تمتد سلسلة التلال لأكثر من 800 ميل (1300 كم) حول المحيط الاستوائي للقمر البالغ 2871 ميلاً (4621 كم). تصل بعض القمم إلى ارتفاعات تتجاوز 12 ميلاً (20 كم) ، مما يجعلها من بين أعلى الجبال في النظام الشمسي.

تم رصد خط من النقاط البيضاء التي تشكل الحافة ، يسمى بشكل غير رسمي جبال فوييجر ، ودراسته لأول مرة في أوائل الثمانينيات من قبل المركبة الفضائية التي تحمل الاسم نفسه. بعد سنوات ، درس مسبار كاسيني التابع لناسا سلسلة التلال بعمق. لم تكن النقاط البيضاء التي رصدتها فوييجر قممًا بل مناطق جليدية على جوانبها الشرقية. الجبال الأخرى مغطاة بمواد داكنة. تصل جبال فوييجر إلى 6 أميال (10 كيلومترات).

قد تكون الحافة الملتفة حول خط استواء Iapetus قد تشكلت في وقت مبكر من تاريخها ، عندما دار القمر بشكل أسرع مما هو عليه اليوم. قد يكون قد تم إنشاؤه أيضًا من مادة ترسبت بواسطة حلقة أو قمر انهار على القمر الصناعي.

يسافر Iapetus حول زحل على مسافة 2،213،000 ميل (13،561،300 كم) من زحل ، وهو أبعد ما يكون عن أقمارها الصناعية الرئيسية. على عكس الأقمار الأخرى الأقرب ، يعاني Iapetus قليلًا جدًا من ارتفاع المد والجزر من الكوكب الهائل. نتيجة لذلك ، لا يظهر على جلد القمر الصناعي علامات الانصهار والظهور التي ربما تكون قد سهّلت الطبقة الخارجية للأقمار الأخرى.

ومع ذلك ، هناك علامات أخرى على التغيير على سطحه. في عام 2012 ، أعلن العلماء أنهم اكتشفوا انهيارات أرضية تصل إلى 50 ميلاً. من المحتمل أن تكون قد نشأت عندما سقطت المادة من ارتفاع كبير وقطعت شوطًا طويلاً في ضوء جاذبية القمر. بالنظر إلى أن Iapetus لديه قمة عالية وأن الانهيارات الأرضية الأطول مرتبطة بالتلال (والميزات ذات الصلة) ، فمن المحتمل أن يكون هذا هو السبب. يأمل العلماء في معرفة المزيد عن هذه الميزة لشرح الأحداث المماثلة على الأرض والمريخ بشكل أفضل.

يحتوي كلا نصفي الكرة الأرضية على عدد من الحفر ذات الأحجام المختلفة. أكبرها ، تورجيس ، يبلغ قطرها حوالي 360 ميلاً (580 كم).

تلتقط كاسيني أول موقع مفصل لها في جبال فوييجر ، التي تم تحديدها لأول مرة قبل 25 عامًا. تمتد الجبال على خط استواء القمر ، حيث تتحول المنطقة المصورة من الضوء إلى الجزء المظلم.

تلتقط كاسيني أول موقع مفصل لها في جبال فوييجر ، التي تم تحديدها لأول مرة قبل 25 عامًا. تمتد الجبال على خط استواء القمر ، حيث تتحول المنطقة المصورة من الضوء إلى الجزء المظلم.(رصيد الصورة: NASA / JPL / Space Science Institute)

الجانب المظلم من القمر

الميزة الأكثر لفتًا للانتباه في Iapetus هي ألوانها المتناقضة. نصف الكرة الرئيسي للقمر الصناعي أسود فحم ، في حين أن مؤخرته أكثر إشراقًا. كما لاحظت كاسيني ، عندما يواجه القمر الأرض ، يساعد جانبه الداكن الداكن على إبقائه مخفيًا. تسمى منطقة الفحم الأسود كاسيني ريجيو ، تكريما لعالم الفلك الإيطالي.

يسعى عدد من النظريات لشرح تناقض غريب بين القمر الصناعي. قد تسقط جزيئات من القمر الأصغر والأبعد ، فيبي ، على سطح إيابيتوس ، وتجدد الجانب المظلم باستمرار. يمكن أن تفسر ثورات الهيدروكربونات الداكنة من البراكين الجليدية التمايز.

جاء الدليل على هذه النظرية في عام 2009. اكتشف العلماء حلقة من المواد المحيطة بزحل والتي من المحتمل أنها جاءت من فيبي. بحلول عام 2015 ، أظهرت عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء من مركبة الفضاء WISE التابعة لوكالة ناسا وجود كان خاتم فيبي أكبر بكثير مما كان متوقعًا في السابق . وتتراوح المسافة من 100 إلى 270 ضعف نصف قطر زحل ، أو حوالي 3.75 مليون إلى 10.1 مليون ميل (6 ملايين إلى 16.2 مليون كيلومتر) من الكوكب.

توفر الملاحظات الحرارية للقمر التي اتخذتها مهمة كاسيني أفضل رؤية للعملية الفريدة. يعني الدوران البطيء للقمر أن الأسطح المظلمة ، التي تمتص حرارة أكثر من نظيراتها الجليدية ، لديها وقت أطول للتدفئة. يتم تقليل أي مادة جليدية مختلطة مع الأسطح المظلمة إلى شكل غازي ، وتتراجع مرة أخرى على المناطق الأكثر برودة من القمر. ثم يستمر الجانب المظلم في الازدياد قتامة ، بينما يزداد سطوع الجانب المشرق.

كان من الممكن أن تبدأ العملية منذ فترة طويلة ، مع كمية صغيرة فقط من المواد المظلمة لتزويدها بالوقود. مع انفصال المادة ، كان من الممكن أن تنمو البقعة الداكنة بشكل مطرد بمرور الوقت ، مما أدى إلى ظهور قمر يين ويانغ الذي شوهد اليوم. لا يبحث العلماء فقط في Iapetus ونمذجه لشرح النظرية ، لكنهم حاولوا أيضًا مقارنتها بانبعاثات الميكروويف المتعقبة على الأرض. القيد الرئيسي هو أن الجليد على الأرض يذوب في الماء السائل ، لذلك أقر الفريق أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة حول هذه المسألة. تشمل المواقع الأخرى التي يمكن أن تكون بمثابة نقطة للمقارنة أقمار المشتري والأجسام الجليدية الصغيرة لحزام كايبر خلف نبتون.

تصل درجات الحرارة على الجانب المظلم الأكثر دفئًا إلى 143 درجة مئوية تحت الصفر (ناقص 226 فهرنهايت). الجانب المشرق ، الذي يمتص حرارة أقل ، يكون أكثر برودة ، حيث يبلغ متوسط ​​درجات الحرارة سالب 173 درجة مئوية (ناقص 280 فهرنهايت).

حقائق سريعة

  • متوسط ​​المسافة المدارية: 2،212،610 ميل (3،560،851 كم)
  • أقرب اقتراب: 2،147،780 ميل (3،456،518 كم)
  • أبعد مسافة: 2،277،440 ميل (3،665،184 كم)
  • انحراف المدار: 0.0293
  • متوسط ​​نصف القطر: 457 ميلاً (735.6 كم)
  • سرعة الهروب: 1،280 ميل في الساعة (2061 كم / ساعة)

- تقرير إضافي للمساهمة إليزابيث هويل.