Астрономы получили снимки одного из самых загадочных космических тел - луны Сатурна

10 сентября вечером космический аппарат Cassini, исследующий систему планеты Сатурн, пролетел на расстоянии всего в 1640 км от поверхности одного из самых загадочных тел Солнечной системы – Япета. В ночь на вторник гигантские антенны дальней космической связи близ Канберры приняли первые фотографии «спутника контрастов», полученные с близкого расстояния.

Cassini прошёл на минимальном расстоянии от Япета в 14.15:40 по Всемирному времени (18.15:40 мск). За несколько часов до этого Cassini передал на Землю первые снимки, сделанные с расстояния около 60 тысяч километров, после чего приступил к детальному изучению сатурнианской луны,

Основные надежды возлагаются на спектрометры ультрафиолетового, а также видимого и инфракрасного диапазонов, которые искали следы присутствия в тёмном веществе спутника двуокиси углерода, CN- и NH-соединений, а также аммиака и полициклических ароматических углеводородов. В то же время камеры высокого разрешения искали свежие кратеры – в момент максимального сближения можно было разглядеть детали размером всего в десяток метров. Работал также радар, а покрытие Япетом относительно яркой звезды сигма Стрельца позволило провести поиски возможного наличия у него атмосферы. Результаты этих изысканий станут известны лишь через несколько дней.

После этого аппарат повернул свои антенны к Земле и в 21.29 (01.29 вторника по Москве) начал передачу подробнейших кадров в Канберру. Около четырех часов ночи по Москве она была завершена, и космический аппарат развернулся обратно к Япету. Следующий сеанс связи с Землёй закончится лишь в ночь на среду.

В этот раз Cassini пролетел в сто раз ближе, чем во время своего предыдущего сближения с Япетом, состоявшегося в новогоднюю ночь 2005 года. Тогда космический аппарат смог удивить астрономов, которые в случае с Япетом, как они думали, были готовы ко всякому. На экваторе спутника их взгляду открылось совершенно неведомое образование – гигантский крутой горный хребет шириной всего в 20 км, высотой в среднем около 13 км и длиной в полторы тысячи километров, не меньше, поскольку хребет, по всей видимости, продолжался за лимб (край видимого диска) Япета.

Некоторые вершины хребта возвышаются более чем на 20 км – это больше, чем вертикальное расстояние от дна Марианского желоба до вершины Эвереста, хотя сам Япет почти в 10 раз меньше Земли.

Как произошел этот хребет, до сих пор не выяснено. По одной из версий, он образовался в результате быстрого вращения планеты в эпоху ее зарождения; версию подтверждает и тот факт, что Япет сильно сплющен. По другой – это материал древних колец Сатурна, собранный спутником в ту эпоху, когда его орбита проходила в их плоскости. А вот что позже заставило Япет изменить орбиту, до сих пор объяснить никто не смог.

С остальными причудами сатурнианской луны астрономы были знакомы уже несколько веков. Орбита Япета – третьего по размеру после Титана и Реи спутника Сатурна – относительно круглая, однако наклонена к плоскости экватора материнской планеты, в которой примерно обращаются большинство других спутников, под углом в 15,5 градусов; плоскость орбиты покачивается – как говорят астрономы, прецессирует – с амплитудой около 7,5 градусов.

Как правило, сильно наклоненные орбиты сильно вытянуты, поскольку речь в большинстве случаев идет о захваченных притяжением центрального тела астероидах, но опять-таки не в случае с Япетом. На спутнике, диаметр которого около 1,5 тысячи километров, расположены некоторые из крупнейших кратеров Солнечной системы, вероятно, ударного происхождения. У одного из них – диаметром в 500 км – необычно резкие края с обрывами высотой до 15 км.

Япет – настоящий «спутник контрастов». Обращаясь вокруг Сатурна, Япет, как и многие другие спутники, всё время повёрнут к нему одной стороной, подобно тому, как Луна всё время повернута одной стороной к Земле. Из-за круглой орбиты спутник всё время движется одной стороной вперёд. Соответственно, вторая сторона всё время является «ведомой». Две половинки совершенно не похожи: ведущая сторона в 10–20 раз темнее, чем ведомая!

Поэтому, например, франко-итальянский астроном Джованни Кассини, открывший спутник еще в XVII веке, видел его только в моменты, когда он удалялся от Земли. Кассини совершенно правильно объяснил это явление, и сейчас тёмная половина Япета называется Областью Кассини (Cassini Regio), в то время как светлая – Землёй Ронсевальдской (Roncevaux Terra) в память о знаменитой битве, в которой отличился герой французской «Песни о Роланде».

Причина такого различия остаётся невыясненной, хотя существует целый ряд теорий на этот счёт. По данным радиолокации, проведенной как с Земли, так и с борта аппарата Cassini, тёмный цвет Области Кассини придаёт слой тёмного вещества толщиной не более нескольких десятков сантиметров.

Проекция траектории аппарата Cassini на поверхность Япета.

Известно также, что в этом веществе много углерода, что указывает на обилие органических соединений в нём, подобно озёрам на крупнейшем спутнике Сатурна Титане, состоящим, предположительно, из жидкой органики.

Таким образом, скорее всего, естественный цвет Япета светлый. На это указывает и средняя плотность планеты, похожая на плотность куска водяного льда такого размера. Но в этом случае становится непонятным, как поддерживается тёмное покрытие: метеориты всевозможного размера постоянно бомбардируют поверхность Япета и давно должны были вспахать его, подняв на поверхность яркий белый лёд. Вероятно, тёмное вещество было собрано ведущим полушарием луны совсем недавно, а возможно, этот процесс продолжается в настоящее время. Однако, откуда взялась эта чуть красноватая «копоть», остаётся неизвестным.

Учёные надеются, что новые данные помогут объяснить причины двуцветности Япета и механизм образования загадочного гребня на его поверхности, из-за которого планетологи уже прозвали спутник Сатурна «грецким орехом». Когда передача изображений завершится окончательно, а произойдёт это уже в ночь на четверг, к обработке их приступят специалисты NАSА и ESА.

Япет - третий по размеру и 22-й по удалению из примерно шести десятков известных спутников Сатурна. Расположен примерное впятеро дальше системы крупных внутренних спутников Сатурна и вдвое дальше их «второго эшелона» - Титана и Гиперона. Обращается вокруг Сатурна за 79,3 дня.