Япет: по-прежнему в потемках

Спутник Сатурна Япет интриговал астрономов еще задолго до того, как попал в объектив "Вояджеров". Наблюдая его в примитивный телескоп еще в 1671 г., французский астроном Дж. Кассини легко находил Япет в западной элонгации, но никак не мог заметить в восточной. Как и все спутники Сатурна (за исключением самого дальнего - Феба), подобно нашей Луне, Япет делает в точности один оборот вокруг оси за один виток орбиты. Поэтому при движении по орбите одна его сторона всегда смотрит "вперед", а другая - "назад"; при этом "передняя" его сторона выглядит настолько темной, что ее почти не видно, а "задняя", светлая, похожа на ком грязного снега.

"Вояджер-1" пролетел от Япета на расстоянии 2,5 млн. км, а "Вояджер-2" приблизился к нему на 909070 км. Разрешение, достигнутое при съемках, составило 17 км - это несколько ниже, чем для других спутников Сатурна, но вполне достаточно, чтобы разглядеть столь различные между собой полушария Япета. Объемная плотность этого спутника (1,16 г/см³) самая низкая во всей системе Сатурна, если не считать саму планету, плотность которой составляет всего две трети плотности воды. По-видимому, Япет состоит преимущественно из смеси замерзших воды, аммиака и метана. Естественно предположить, что основное вещество Япета обладает высокой отражательной способностью, а обращенная вперед его сторона покрыта каким-то темным материалом.

Здесь приведено лучшее из имеющихся изображений Япета. На снимке (разрешение примерно 20 км) видны две границы света и тени: слева - терминатор (линия ночи и дня), справа - граница между светлым и темным полушариями. Вторая граница не имеет четких очертаний: темный язык наползает на светлое полушарие в районе экватора (северный полюс вверху слева). Кроме того, на другой стороне спутника на светлом полушарии (не видимом на снимке) обнаружена круглая темная область диаметром около 400 км, лежащая вблизи границы.

Сначала наблюдаемую асимметрию попытались объяснить тем, что спутник имеет крайне неправильную форму, в результате чего количество отраженного света сильно зависит от геометрии наблюдения. Однако результаты измерения теплового излучения и поляризации опровергли это предположение. Попытки объяснить разницу в отражательной способности полушарий отсутствием в переднем полушарии хорошо отражающего вещества или накоплением такого вещества на поверхности другого полушария столкнулись с серьезными трудностями, одна из которых связана с изначальным предположением о том, что в целом спутник состоит из вещества с высокой отражательной способностью.

Более приемлемой кажется гипотеза, предполагающая накопление на переднем полушарии Япета темного вещества космического происхождения. Таким веществом, в частности, могла бы быть пыль, выбрасываемая с поверхности темного Феба при ударах метеоритов. Эта гипотеза, правда, не в состоянии объяснить наличие темных областей на светлом полушарии. Кроме того, инфракрасная фотометрия не подтверждает сходства темного вещества на поверхностях Япета и Феба.

Наиболее правдоподобно выглядит гипотеза, объясняющая происхождение темной окраски переднего полушария причинами "внутреннего характера". Если эволюция Япета сопровождалась химической дифференциацией, то вулканические процессы могли бы выносить на его поверхность вещество, совершенно отличное от основного материала спутника. К сожалению, у нас нет никаких ключей к разгадке состава этого вещества, темного, как смола, и с красноватым оттенком. Цвет его напоминает окраску органического вещества, которое находят в древних метеоритах типа углистых хондритов. Возможно, какую-то роль здесь играет метан, потемневший под действием солнечного ультрафиолетового излучения. Разумеется, предположение о вулканах чисто умозрительно, поскольку на темной стороне Япета не удается различить никаких деталей.

22 августа 1981 г. 'Вояджер-2', 1,1 млн. км от Япета Видикон с длиннофокусным объективом (150 см); турель со светофильтрами; фотомозаика, составленная компьютером. 0,5 с. Лаборатория реактивного движения, Пасадена, Калифорния; НАСА. [59, 198, 259, 263]

Светлая же сторона спутника испещрена кратерами. Несколько наиболее крупных из них видно на этом снимке: Шарлемань и Ожье - внизу слева, на самом терминаторе, Беренже - посередине вверху (названия деталям поверхности Япета даны по именам героев "Песни о Роланде"). Хотя поверхность светлого полушария может быть более старой, не исключено, что и темное полушарие покрыто кратерами. Темное вещество, различимое на дне некоторых кратеров, подтверждает гипотезу об эндогенном происхождении окраски темного полушария. Сторонники этой гипотезы, однако, пока не в состоянии ответить на такой вопрос: если темная окраска одного полушария объясняется какими-то внутренними причинами, то почему эти же факторы не действуют на светлом полушарии?