„Taniec ciemności ze światłem nigdy się nie skończy — gwiazdy i księżyc potrzebują ciemności, by być widocznymi, zaś ciemność nie byłaby nikomu potrzebna bez księżyca i gwiazd.” — C. JoyBell C.

Jednak taniec ciemności ze światłem bywa niekiedy niezwykle zagadkowy. XVII-wieczny astronom Giovanni Cassini przekonał się o tym obserwując Saturna — zdumiewającą planetę otoczoną licznymi pierścieniami.

Cassini dokonał kilku wielkich odkryć dotyczących tej planety —udowodnił między innymi istnienie przerwy między pierścieniami Saturna oraz kilku jego księżyców. Księżyc odkryty jako drugi — Japet —stanowił dla Cassiniego ogromną tajemnicę. Chociaż wyraźnie krążył wokół Saturna tak jak inne księżyce, był widoczny tylko podczas połowy obiegu, pozostając całkowicie niewidocznym podczas drugiej połowy.

Dzięki rozwojowi teleskopów dowiedzieliśmy się czemu tak się dzieje: jasność jednej z półkul Japeta jest pięć razy mniejsza niż jasność drugiej półkuli!

Co za dziwny przypadek. Dzięki Cassini — mówimy o misji NASA, a nie o włoskim naukowcu — udało się dotrzeć do Japeta i sfotografować go. Odkryto, że jedna ze stron tego księżyca wygląda jak po przejściu burzy piaskowej. Przednia szyba twojego samochodu może wyglądać tak po wjechaniu w wyjątkowo gęstą chmarę owadów, ale co jest powodem takiego wyglądu Japeta?

Przez długi czas pozostawało to tajemnicą.

Wszystkie większe księżyce Saturna okrążają go po płaszczyźnie jego pierścieni — wszystkie oprócz Japeta, którego orbita jest mocno pochylona. Nikt nie wie dlaczego; w Układzie Słonecznym żaden inny duży księżyc, który powstał wraz ze swoją planetą nie jest odchylony w ten sposób.

Co więcej, przez równik Japeta przebiega ogromny grzbiet — o 10 kilometrów wyższy niż reszta skalistej powierzchni tego lodowego księżyca. Nie można wyjaśnić tego prędkością obrotu Japeta, która jest zbyt niska. Jego powierzchnia ma kilka miliardów lat, więc raczej nie jest to świeżo nagromadzony osad. Chociaż powstało wiele teorii dotyczących przyczyny powstania tego grzbietu, nie ma wśród nich wyraźnego faworyta.

Istnieje wiele powodów, dla których Japet jest niezwykłym obiektem w skali Układu Słonecznego. Kilka jego tajemnic nadal nie zostało rozwiązanych.

Ale jedną z nich udało się rozwikłać! Dlaczego powierzchnia Japeta ma dwa odcienie? Powodem nie jest nachylenie jego orbity, ale fakt, że jest on najbardziej oddalonym od Saturna dużym księżycem. Drugą przyczyną jest obecność innego, równie niezwykłego księżyca, który znajduje się jeszcze dalej od Saturna.

Daleko poza orbitą Japeta znajduje się księżyc, który w niczym nie przypomina innych okrążających Saturna obiektów: Febe. Febe składa się z innych materiałów niż pozostałe księżyce Saturna, a ponadto okrąża planetę w kierunku odwrotnym do orbity wszystkich innych księżyców. Zamiast okrążać Saturna w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (patrząc w dół od bieguna północnego), tak jak robią to pozostałe księżyce, Febe krąży wokół planety w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara.

Jak to możliwe? Febe nie powstała z materii pochodzącej z Saturna, ale jest przechwyconym obiektem Pasa Kuipera! Ponadto, Febe jest odpowiedzialna za największy, najbardziej nieuchwytny pierścień w Układzie Słonecznym.

Pierścień Febe, odkryty dopiero w 2004 r. za pomocą (rejestrującego podczerwień) Kosmicznego Teleskopu Spitzera to niezwykle ciemny obłok mocno rozproszonej materii pochodzącej z Febe. Ma też bardzo niską gęstość: około siedem cząsteczek o rozmiarach ziarnka piasku na kilometr sześcienny! Ponieważ chmura ta krąży wokół Saturna w kierunku przeciwnym do ruchu wszystkich satelitów innych niż Febe, drobiny ciemnego pyłu osiadają na powierzchni księżyców znajdujących się najdalej od Saturna.

Dokładnie z taką sytuacją mamy do czynienia w przypadku Japeta — jedna ze stron tego księżyca zderza się z pierścieniem pyłu!

Ponieważ okres obrotu Japeta wokół własnej osi jest taki sam jak okres jego obiegu wokół Saturna — co oznacza, że podczas obiegu „z przodu” znajduje się zawsze ta sama strona księżyca — ciemny pył osadza się na przedniej stronie Japeta, ale nie na tylnej.

Mogłoby się wydawać, że całkowicie wyjaśnia to kwestię specyficznego wyglądu Japeta. Ale czarny osad na powierzchni księżyca powinien nagrzewać się pod wpływem światła słonecznego, powodując sublimację (parowanie) lodu, który później ulegałby resublimacji na powierzchni osadu — w ten sposób zacierałaby się różnica w kolorze półkul Japeta. O dziwo, właśnie tak się dzieje, a przynajmniej częściowo. Ciemny osad nagrzewa się szybciej niż jaśniejsza część księżyca, co powoduje sublimację lodu znajdującego się na powierzchni. Energia kinetyczna lodu w stanie gazowym jest dość wysoka. Nie jest ona na wystarczająca, aby możliwa była ucieczka lodu z pola grawitacyjnego Japeta, ale jest na tyle duża, że może on przemieścić się na jasną stronę księżyca i tam pozostać!

Zatem pył pochodzący z Febe jest odpowiedzialny za powstanie osadu na jednej ze stron księżyca, co powoduje szybsze jej nagrzewanie i zapobiega powstawaniu na niej warstwy lodu. Gdyby nie Febe, Japet byłby tak śnieżnobiały jak inny księżyc Saturna: Enceladus.

Obecność pierścienia Febe nadaje ciemną barwę powierzchni jednego z wielkich księżyców Saturna, przez co nie przypomina on żadnego innego ciała niebieskiego w Układzie Słonecznym.

Japet jest zapewne jednym z najbardziej nietypowych znanych nam księżyców, a my możemy być z siebie dumni z bardzo ważnego powodu: rozwiązaliśmy co najmniej jedną z jego wielkich tajemnic i wiemy już co powoduje ogromną różnicę w barwie dwóch części tego księżyca.