211service.com
Astronomen lossen het mysterie van de bergkam rond Iapetus op
Saturnusmaan Iapetus is een van de meer mysterieuze objecten in het zonnestelsel. Het is vrij groot, de 11e grootste maan in het zonnestelsel, en grotendeels gemaakt van ijs.
Maar Iapetus is een puzzel. De helft van de maan is donker gekleurd en de andere helft licht, zonder grijstinten. Het puilt uit rond de evenaar, alsof het snel ronddraait. Maar het draait eigenlijk vrij rustig rond, eens in de 79 aardse dagen. Het meest raadselachtige van alles is een bergkam die zich bijna halverwege de evenaar uitstrekt (zie afbeelding hierboven).
Vandaag geeft Iapetus langzaam zijn geheimen prijs. Planetaire geologen hebben onlangs de puzzel van zijn tweekleurige uiterlijk opgelost. Het blijkt dat het donkere spul het chemische residu is dat overblijft wanneer waterijs sublimeert.
De gedachte is dat ongeveer een miljard jaar geleden de ene kant van Iapetus iets sneller begon te sublimeren dan de andere, en een donker residu achterliet. Het ijs condenseerde vervolgens aan de andere kant van de maan, waardoor het lichter werd. De donkere kant absorbeerde vervolgens meer zonlicht, waardoor het warmer werd en de sublimatiesnelheid in een positieve feedbackcyclus toenam.
Het is deze cyclus die de maan in zijn huidige tweekleurige toestand heeft achtergelaten.
Vandaag hebben Harold Levison en vrienden van het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, een verklaring gevonden voor de andere twee raadselachtige kenmerken: de uitstulping en nok van Iapetus.
Hun theorie is dat Iapetus vroeg in zijn geschiedenis heel snel ronddraaide, waarschijnlijk met een snelheid van eens in de 16 uur of zo. Hierdoor puilde het uit rond de evenaar.
Op dat moment werd het getroffen door een andere grote maan, die een enorm volume ejecta in een baan om de aarde katapulteerde (een beetje zoals de botsing die onze maan vormde). Deze ronddraaiende puinmassa werd vervolgens het slachtoffer van twee afzonderlijke processen.
Om deze krachten te begrijpen, hebben we eerst wat achtergrondinformatie nodig over orbitale dynamiek. Astronomen weten al lang dat er een bepaalde afstand is van elk zwaartekrachtsobject waarboven puin kan condenseren om een vast lichaam te vormen. Dit wordt de Roche-straal genoemd. Alles wat dichterbij is, wordt echter verscheurd door getijdenkrachten en condenseert dus nooit.
Levison en co zeggen dat de uitstoot rond Iapetus de straal van Roche moet hebben overspannen. Het materiaal voorbij deze limiet condenseerde en vormde een nieuwe maan, die geleidelijk van Iapetus wegdraaide. Het was dit verlies van zijn eigen satelliet die de rotatie van Iapetus vertraagde tot de bezadigde snelheid die we vandaag zien. Het bevroren lichaam behield echter de vorm van de oorspronkelijke uitstulping.
Maar de ejecta binnen de Roche-straal kan geen vast lichaam hebben gevormd en moet dus in plaats daarvan een ring rond Iapetus hebben gevormd. Levison en co denken dat deze ring onstabiel was en zich langzaam op de maan moet hebben gesloten.
Dus de equatoriale bergkam die we vandaag zien, zijn de overblijfselen van deze ring die op het oppervlak van de maan is neergedaald.
Dat lijkt me een leuk idee. Het verklaart ten minste twee van de grote mysteries van Iapetus. En dat is niet slecht voor een enkele theorie.
Referentie: arxiv.org/abs/1105.1685 : Ridge Formation en de-spinning van Iapetus via een door impact gegenereerde satelliet