Хотя Луна Сатурна Япет была впервые обнаружена в 1671 году Джованни Кассини, ее поведение было чрезвычайно странным. Лишь в 1705 году Кассини, наконец, заметил Япета на восточной стороне, но ему понадобился лучший телескоп, потому что сторона, на которой Япет находился на востоке, была на две величины темнее. Кассини предположил, что это было из-за светлого полушария, представленного, когда Япет был на западе, и темного, видимого, когда оно было на востоке из-за приливной блокировки.
С достижениями в телескопах причина этого темного разделения была предметом большого исследования. Первые объяснения появились в 1970-х годах, и в недавнем документе кратко излагается работа, проделанная до сих пор на этом восхитительном спутнике, а также его распространение на более широкий контекст некоторых других спутников Сатурна.
Основой для нынешней модели неровного показа Япета был впервые предложен Стивен Сотер, один из соавторов книги Карла Саганса космос серии. Во время коллоквиума Международного астрономического союза Сотер предположил, что микрометеоритная бомбардировка другого спутника Сатурна, Феба, сместилась внутрь и была подхвачена Япетом. Так как Япет всегда держит одну сторону, обращенную к Сатурну, это также дало бы ему передний край, который бы преимущественно собирал частицы пыли. Одним из больших успехов этой теории является то, что центр темной области, известный как Кассини Реджио, расположен непосредственно на пути движения. Кроме того, в 2009 году астрономы обнаружили новое кольцо вокруг Сатурна, следуя ретроградной орбите Фиби, хотя и немного внутри Луны, добавив подозрение, что частицы пыли должны сместиться внутрь из-за эффекта Пойнтинга-Робертсона.
В 2010 году группа астрономов, просматривая изображения миссии Cassini, отметила, что окраска обладает свойствами, которые не совсем соответствуют теории Сотера. Если осаждение из пыли было концом истории, ожидалось, что переход между темной областью и светом будет очень постепенным, поскольку угол, под которым они ударяются о поверхность, станет вытянутым, распространяя пыль. Однако миссия Кассини показала, что переходы были неожиданно резкими. Кроме того, полюса Япета также были яркими, и, если накопление пыли было таким же простым, как предположил Сотер, они должны быть также несколько покрыты. Кроме того, спектральная съемка Cassini Regio показала, что его спектр заметно отличается от спектра Фиби. Другая потенциальная проблема заключалась в том, что темная поверхность простиралась за переднюю сторону более чем на десять градусов.
Пересмотренные объяснения были с готовностью получены. Команда Cassini предположила, что резкий переход произошел из-за разогревающего эффекта нагрева. По мере накопления темной пыли она будет поглощать больше света, превращая его в тепло и помогая сублимировать больше яркого льда. В свою очередь, это уменьшит общую яркость, снова увеличит нагрев и так далее. Поскольку этот эффект усиливал окраску, он мог объяснить более резкий переход почти так же, как настройка контраста на изображении сделает более резкими постепенные переходы между цветами. Это объяснение также предсказывало, что сублимированный лед мог перемещаться вокруг дальней стороны Луны, замерзая и увеличивая яркость на других сторонах, а также на полюсах.
Чтобы объяснить спектральные различия, астрономы предположили, что Фиби может быть не единственным участником. В спутниковой системе Сатурна есть более трех дюжин нерегулярных спутников с темными поверхностями, которые также могут внести свой вклад, изменяя химический состав. Но хотя это звучало как заманчиво прямолинейное решение, подтверждение потребует дальнейшего изучения. Новое исследование, проведенное Дэниелом Тамайо из Корнелльского университета, проанализировало эффективность, с которой различные другие луны могут производить пыль, а также вероятность того, что Япет мог выкопать ее. Интересно, что их результаты показали, что Имир, диаметром всего 18 км, «должен быть примерно таким же важным источником пыли для Япета, как и Фиби». Хотя ни одна из других лун, независимо друг от друга, не выглядела столь же сильной из источников пыли, сумма пыли, поступающей с оставшимися нерегулярными, темными лунами, оказалась, по крайней мере, такой же важной, как Имир или Фиби. Таким образом, это объяснение спектрального отклонения является вполне обоснованным.
Последняя трудность, связанная с распространением пыли мимо лицевой стороны луны, также объясняется в новой статье. Команда предлагает, чтобы эксцентриситеты на орбите пыли позволили ей ударить Луну под нечетными углами от ведущего полушария. Такие эксцентриситеты могут быть легко получены солнечным излучением, даже если орбита исходного тела не была эксцентричной. Команда тщательно проанализировала такие эффекты и создала модели, способные соответствовать распределению пыли за передним краем.
Комбинация этих изменений, кажется, обеспечивает основную предпосылку Сотера. Дальнейшим испытанием было бы выяснить, не обнаружены ли на других крупных спутниках, таких как Япетус, признаки осаждения пыли, даже если они не разделены так резко, поскольку большинству других спутников не хватает синхронной орбиты. Действительно, было обнаружено, что лунный Гиперион имеет более темные области, объединяющиеся в его кратерах, когда Кассини несколько раз в 2007 году. Эти темные области также показали спектры, аналогичные спектрам Кассини Реджио. Самая большая луна Сатурна, Титан, также приливно замкнута, и ожидается, что она подметает частицы на своем переднем крае, но из-за его плотной атмосферы пыль, вероятно, будет распространяться по всей луне. Хотя это трудно подтвердить, некоторые исследования предполагают, что такая пыль может помочь внести вклад в атмосферу атмосферы дымки Титана.
