Iapetus bulan Saturnus dan "kulitnya" yang aneh. Kredit gambar: NASA / JPL / SSI. Klik untuk memperbesar.
Apakah ada planet yang lebih misterius dan indah bagi pengamat selain Saturnus? Sementara keempat raksasa gas di tata surya kita memiliki sistem cincin, hanya Saturnus yang dapat dilihat dari Bumi. Para astronom halaman belakang telah lama senang menyaksikan dua cincin cerah dan divisi Cassini yang gelap, sementara teleskop observatorium telah mengidentifikasi banyak cincin dan celah yang terpisah. Tidak sampai awal 1980-an ketika Voyager menjadikannya "terbang", kami menyadari lebih dari seribu cincin individu yang terikat oleh gravitasi Saturnus dan banyak bulan kecilnya. Cincin-cincin itu sendiri tidak lebih dari partikel-partikel es yang berkisar dari debu hingga batu-batu besar. Bergabung dalam tarian rumit ini adalah satelit - dari Titan atmosfer berukuran Merkurius hingga Hyperion yang mengorbit secara eksentrik. Sejak akhir abad ke-18 kita telah mengenal Titan, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea dan Iapetus. Studi kami telah mengungkapkan bahwa empat bulan memainkan peran penting dalam membentuk sistem cincin Saturnus - Pan, Atas, Pandora dan Prometheus. Kita tahu bahwa permukaan yang sangat reflektif dari Enceladus terdiri dari es dan bahwa Iapetus jauh lebih terang di satu sisi daripada yang lain ...
Dan mungkin telah mengumpulkan cincin saat menyapu perubahan orbital.
Dari saat penemuannya pada tahun 1672, kita telah menyadari bahwa belahan utama Iapetus sepenuhnya besarnya lebih gelap daripada sisi yang tertinggal. Berkat gambar misi Cassini yang diambil pada bulan Desember 2004, keberadaan punggungan khatulistiwa besar telah ditemukan di sisi gelap Iapetus.
Menurut Surat Penelitian Geofisika yang diajukan pada tanggal 29 April oleh Paulo C.C. Jalan bebas dari Arecibo Observatory, “... punggung bukit ini dan lapisan gelap dari belahan bumi yang saling terkait erat dan merupakan hasil dari tabrakan dengan tepi cincin Saturnus purba, yang pada akhirnya disebabkan oleh perubahan mendadak pada orbit Iapetus ” Kata Freire, “Karena sifatnya yang unik, untuk selanjutnya kami akan merujuk ke punggungan khatulistiwa Iapetus hanya sebagai 'Rindge' yang berarti bahwa fitur ini bukan punggungan dalam pengertian istilah yang biasa; yaitu, rantai gunung yang disebabkan oleh proses tektonik. Model ini secara alami menjelaskan semua fitur unik dari satelit ini; dan mungkin solusi untuk salah satu misteri tertua dalam astronomi tata surya. "
Salah satu tujuan ilmiah pencitraan fly-by Cassini adalah untuk memberi penerangan pada sisi gelap Iapetus, yang disebut Cassini Regio. Yang mengejutkan para peneliti, itu mengungkapkan punggungan khatulistiwa yang besar tidak seperti apa pun yang ditemukan di tata surya - punggungan yang begitu simetris dibandingkan dengan Cassini Regio sehingga kedua fitur tersebut harus dihubungkan, seperti yang diakui sebelumnya oleh Carolyn Porco - kepala Cassini Tim Pencitraan. Mayoritas petunjuk menunjukkan bagaimana sistem cincin dan bulan-bulan pembentukannya pernah mengorbit Saturnus sendiri.
Pemahaman terkini tentang pembentukan tata surya (dan, dalam skala yang lebih kecil, sistem Saturnus) menunjukkan bahwa banyak planetoid (dan satelit proto) mungkin pernah dimulai dalam orbit yang kemudian menjadi tidak stabil. Mereka bisa saja bertabrakan satu sama lain, atau dikeluarkan dari sistem mereka dengan pertemuan dekat dengan orang lain. Dalam kasus Saturnus, ada kemungkinan mereka bisa terganggu secara tidal ketika mendekati gravitasi Saturnus dan membentuk sistem cincin. Lebih dekat ke planet ini, di daerah yang dikenal sebagai "Zona Roche", tarikan Saturnus mencegah pembentukan proto-satelit dari partikel cincin. Agar teori tabrakan cincin sesuai dengan apa yang dicitrakan Cassini, Iapetus harus menjadi salah satu dari bulan-bulan ini dengan orbit yang tidak stabil.
Bukti menunjukkan fakta bahwa sesuatu mengubah orbit Iapetus sebelum bertabrakan dengan material cincin. Jika ini tidak terjadi, cincin itu akan menyesuaikan dengan gravitasi Iapetus sebagaimana dibuktikan oleh satelit yang saat ini tertanam di dalam cincin. Dalam kasus satelit ini - tidak ada skenario tabrakan yang dapat terjadi. Dalam keadaan Iapetus, orbitnya tentu eksentrik, atau tidak ada perbedaan kecepatan antara Iapetus dan partikel cincin dan lagi - tidak akan terjadi tabrakan.
Tumbukan dengan cincin juga menunjukkan bahwa orbit yang berubah ini memiliki perisaturnium di tepi luar Zona Roche, tempat cincin dapat eksis untuk periode waktu yang lebih lama. Ini adalah petunjuk bahwa Iapetus sangat mungkin lebih dekat dengan Saturnus daripada orbitnya saat ini. "Keberadaan kulit menunjukkan orbit Iapetus pada saat tumbukan itu khatulistiwa" kata Freire, "jika tidak, dengan kecenderungannya sekarang tumbukan dengan cincin tidak akan menghasilkan tepi yang tajam, tetapi sesuatu yang lebih seperti lapisan gelap tipis belahan bumi terkemuka. " Kesimpulannya, satelit dengan orbit ekuatorial dan eksentrik memiliki kemungkinan yang sangat besar untuk berinteraksi lebih jauh dengan satelit lain - yang menyediakan sarana untuk mengubah lagi ke orbit yang berbeda.
Sekarang kita telah menetapkan panggung, bagaimana gambar yang diambil dari kulit yang unik ini mendukung teori? Menurut Freire, "Skenario tumbukan cincin secara alami menghasilkan fitur linear tepat di khatulistiwa: ini adalah persimpangan geometris bidang cincin dan permukaan bulan dengan (sebelumnya) orbit khatulistiwa." Pertimbangan sangat hati-hati telah diberikan kepada tektonik, tetapi formasi linier yang sempurna - terletak persis di khatulistiwa - tidak mungkin dihasilkan dari proses tektonik dan Iapetus tidak menunjukkan tanda-tanda aktivitas vulkanik.
“Fitur kunci lain dari rindge adalah tingginya bervariasi sangat lambat dengan garis bujur,” kata Freire, “Ini dapat diharapkan dari pengendapan material dari sebuah cincin, tetapi ketinggian konstan seperti itu belum pernah diamati untuk fitur tektonik apa pun. Jika asal kulit adalah tektonik dan mendahului lapisan gelap, maka seharusnya tidak terbatas pada Cassini Regio. Jika postdated pelapisan, maka kulit yang sedang dibangun dari upwelling dari interior Iapetus harus jauh lebih cerah daripada permukaan sekitarnya. "
Analisis yang cukup telah diberikan kepada informasi yang telah disediakan oleh pencitraan Cassini. Panjang longitudinal punggungan kurang dari 180 derajat, yang menunjukkan bahwa Iapetus tidak pernah sepenuhnya berada di dalam wilayah cincin - menunjukkan bahwa itu hanya bertabrakan dengan tepi cincin. Pertimbangan mekanika langit menunjukkan bahwa tabrakan dengan ujung cincin seharusnya menyebabkan gerakan ke arah timur dari dampak partikel relatif terhadap permukaan satelit. "Ini menjelaskan fakta penting yang diamati: meskipun Cassini Regio simetris relatif terhadap kulit di arah utara / selatan, itu tidak begitu di arah timur / barat." Model tabrakan ini menunjukkan bahwa kulit akan lebih tinggi di sisi barat di mana dampaknya lebih dekat ke vertikal dan kemudian perlahan-lahan akan menyimpang bergerak ke arah timur - fakta yang didukung oleh gambar. Dengan jutaan kawah tumbukan terbentuk setiap detik sepanjang garis, pola ini akan menjadi tidak salah lagi. Sublimasi es yang terkandung dalam partikel yang berdampak akan menghasilkan atmosfer transien, dengan gradien tekanan yang kuat menjauhi kulit. Gradien ini akan menghasilkan angin kencang yang mampu membawa debu halus. Kata Freire, "Dalam hipotesis kami, debu yang ditimbulkan oleh angin semacam itu adalah lapisan gelap dari wilayah yang sekarang dikenal sebagai Cassini Regio." Skenario seperti itu didukung oleh bukti lain: “Garis-garis gelap yang diamati di tepi Cassini Regio menunjukkan bahwa itu adalah angin yang bertiup dari khatulistiwa yang menyimpan‘ debu ’. Kita dapat yakin akan hal ini karena citra Cassini menunjukkan dengan jelas bahwa debu diendapkan ke bawah dari tepi kawah. ” Ini tidak bisa dipertanggungjawabkan dengan penerbangan balistik partikel-partikel dari ekuator, seperti yang disarankan oleh pemimpin Tim Pencitraan Cassini, Carolyn Porco. Itu tidak dapat diproduksi di Iapetus masa kini, karena tidak memiliki atmosfer. Kesimpulan bahwa suasana sementara pernah ada menjadi tak terhindarkan.
Mungkinkah temuan menarik ini benar-benar berasal dari dampak sebelumnya dengan salah satu cincin Saturnus? Petunjuk itu tampaknya membuat potongan-potongan teka-teki itu cocok satu sama lain dengan rapi. Berkat kerja yang dilakukan oleh para peneliti seperti Paulo Freire, kita mungkin telah memecahkan misteri tata surya berusia 333 tahun.
Ditulis oleh Tammy Plotner, dengan banyak terima kasih kepada Paulo Freire atas kontribusinya.
