מימס, היפריון, ראה, דיון, תטיס-ממצאים חדשים

מאמר אחרון בסדרת המאמרים לסיכום של תגליות החללית קאסיני במערכת שבתאי. הפעם אנו עוסקים במספר ירחים בעלי חשיבות מדעית

דיון

דיון הוא ירח בקוטר 1123 ק”מ וצפיפותו 1.41 גרם/סמ”ק. מסת הגרעין היא כנראה 1/3 ממסת הירח ויש כנראה הרבה מים (13) ועל סמך התצלומים שלו הופק אטלס (29). הירח מכותש והצד הפונה לשבתאי מכותש יותר מהצד השני. לירח 8 מכתשים שקוטרם למעלה מ-100 ק”מ. מבין אלה ירח אחד גדול מאוד, קוטרו 350 ק”מ. 4 ממכתשים אלה נמצאים בצד הפונה לשבתאי ו-4 בצד השני. מכתש Aeneas קוטרו 175 ק”מ , עומקו 3. 5 ק”מ וגובהה של הבליטה במרכזו 3. 5 ק”מ (30). בתצלום 07748 לרוב המכתשים קרקעית כהה ודפנות בהירים ובתוך המכתש הגדול בתצלום, 60 ק”מ קוטרו, אפשר להבחין בחריצים ארוכים וצרים, עשרות מטרים רוחבם, עדות לפעילות טקטונית (31). גם בתצלום 07638PIA למכתשים דפנות בהירים וקרקעית כהה ( 32).

לירח מספר רב מאוד של קניונים. מדובר בקניונים בסדר גודל של מאות קילומטרים וברוחב עשרות קילומטרים. בשל מימדיהם אפשר להתייחס אליהם כאל קניונים בהיקף גלובלי. חלק מהקניונים הם תוך מכתשיים, חלק חוצים מכתשים ואחרים נחתכים על ידי מכתשים מה שיכול לתת אינדיקציה לגבי מועד התרחשותם. בתצלום 06162PIA מצידו השמאלי של קניון ארוך נמצאת סדרה של קניונים מקבילים , קצרים וצרים 33). בצילום. jpg00041264N רואים דפנות של קניונים לבנים והדופן שנחתך על ידי אחד מהם הדופן שלו כהה (34).

מימס

ירח קטן. קוטרו 398 ק”מ ומבחינת סדר הגודל שלו קרוב לזה של אנצלדוס. כמו לשאר הירחים של שבתאי גם לו מכתשים רבים. יש לו מכתש אחד גדול , הרשל שמו, שקוטרו 139 ק”מ. למימס קניונים ספורים (1). חלק מדפנותיו של מכתש הרשל גובהן 6 ק”מ ואפשר לראות כי היו בהן מפולות סלעים, תופעה שהובחנה גם במכתשים אחרים, אלה שקוטרם יותר מ-15 ק”מ. על חלק ממפולות אלה יש גם כן מכתשים, מה שיכול לתת אינדיקציה לגבי גילם. מעין חתך סטרטיגרפי. לירח 7 קניונים בלבד. אחד בקצה הצפוני של מכתש הרשל והשאר בחצי הכדור הדרומי. אלה מכתשים קצרים , חלקם אורכם קצת יותר מ-100 ק”מ ועומקם קצת יותר מ-1 ק”מ (2). נמדדה על ירח זה טמפרטורה של C ° 200 – (3). צפיפותו הנמוכה של הירח 1.17 גרם/סמ”ק מעידה על כך שיש בו הרבה מים. עובדה זו ביחד עם קרבתו הרבה לשבתאי (יותר קרוב מאנצלדוס) והמסלול האקסצנטרי שלו אמורים להביא לכך שייווצר בתוכו חום גיאות בדומה לאנצלדוס ולא נמצאה פעילות דומה לגייזרי המים של אנצלדוס. ההסבר הוא שפני השטח קפאו לפני הרבה זמן (4). הקוטר שלו בקו המשווה גדול ב-% 10 מאשר הקוטר הקוטב בשל תנועתו המהירה (5).

היפריון

צורתו המוארכת של הירח והפינות החדות הרבות שלו מעידות על כך שהוא שבר מתוך גוף גדול יותר. ירח שאולי היה פעם לשבתאי ואשר התפרק מסיבה כל שהיא, או שהיה בעבר אסטרואיד אשר נלכד על ידי כוח המשיכה של שבתאי. מידותיו הם 107 X 130 X 160 ק”מ. מדידות ראשונות הראו שהצפיפות שלו היא % 60 מנפח של קרח מים מוצק , מה שהעלה את האפשרות ש-% 40 מהנפח שלו הוא חלל ריק. צפיפותו הנמוכה של הירח מעלה את האפשרות שירח עשוי בעיקרו מקרח מים (6). סביר על כן להניח שבירח זה יש מערות רבות.

להיפריון מכתשים רבים והגדול שביניהם קוטרו 130 ק”מ. השילוב בין הצפיפות הנמוכה של הירח וכוח המשיכה הזעיר שלו גרמו לכך שמטאורים שפגעו בו בעבר ואשר יצרו מכתשים אלה, בזמן הפגיעה הם יותר דחסו את החומר פנימה מאשר חפרו לתוך גוף הירח ורוב החומר שהועף לא חזר יותר לפני השטח, אלא הועף לחלל ( 7). גורמים אלה הם שגורמים למראה הספוגי של הירח (8).

מהתצלומים הרבים ששודרו ארצה נראה שחלקים נרחבים ממנו לרבות מכתשים מכוסים בחומר בהיר בקרקעיתם. ההערכה היא שהם תוצר להידרדרות מטה של סלעים מהשוליים העליונים של המכתשים לקרקעיתם וסובלימציה של הקרח נתנה להם את הגוון הבהיר (9). בהסתמך על מחקר של אזור כהה ומכתש בקוטר 200 מטר הגיעו למסקנה שעובי החומר הכהה הוא עשרות מטרים ומתחתיו נמצא חומר בהיר (10). לחומר כהה זה גם כן השפעה על המראה הספוגי של הירח. ההערכה היא שעל הירח מתרחש תהליך הנקרא ארוזיה של חום (Thermal Erosion). זהו תהליך בו החומר הכהה מצטבר בקרקעית מכתשים מתחמם על ידי אור השמש, מפשיר פנימה לתוך הקרקע והקרח שמסביב כתוצאה מכך מתאדה (11).

פני השטח של הירח עשויים מתערובת של קרח מים קפוא ואבק אורגני. כן נמצא קרח של CO2. פני השטח הבהירים ביותר הם בעלי מבנה קריסטליני בדומה לזה הנמצא על כדור הארץ. ה- CO2 אינו במצב טהור, אלא קשור בצורה שאיננה ברורה למולקולות אחרות (12).

ראה

קוטר הירח 1529 ק”מ וצפיפותו 1.33 גרם/סמ”ק. לירח הרבה מים וגרעין סלעי קשה אשר לו 1/3 מהמסה שלו. הירח הוא מחזיר חזק של אור. אחד הירחים המכותשים ביותר מבין הירחים של שבתאי. בשונה מהירח דיון, צידו הפונה לשבתאי מכותש יותר מאשר צידו השני ( 13).

תופעה בולטת ויחידה מסוגה על ראה היא כתם בהיר מאוד, אשר מצדדיו יוצאות קרניים, תופעה שרבים כמותה מוצאים על הירח של כדור הארץ ועל מרקורי. כתם זה הוא מכתש אשר פרץ ממנו חומר בהיר לצדדים בזמן לאחר היווצרותו ( 14). הובחנה גם רצועה רחבה וכהה ( 15). בתצלום jpg. 0091024N0 מוצאים קרקע בהירה וזרימתית. נראה שבאזור זה זרמה בעבר לבה. נמצאו גם אזורים קטנים וכהים במיוחד (16). לראה 7 מכתשים גדולים. מכתש Tirawa שקוטרו 360 ק”מ ובמקומות מסוימים עומקו 5 ק”מ (17) ולידו מכתש קטן יותר שניכרים בו סימני בלייה. בתצלום. jpg0075319N0 נראים כנראה שרידים של מכתש גדול במיוחד שקוטרו 590 ק”מ,. בתוכו מכתש בקוטר 236 ק”מ ולידו מכתש בקוטר 337 ק”מ (18). מכתש אחר תצורתו אליפטית ומידותיו 91 X 115 ק”מ (19). בחצי הכדור הדרומי בצד הנסתר משבתאי נמצא מכתש , מכתש Izanagi וקוטרו כ- 220 ק”מ (20).

על ראה ישנן עדויות לפעילות טקטונית אם כי בהיקף מצומצם יחסית. סמוך למכתש בקוטר 50 ק”מ הטופוגרפיה היא רכה ונוצרה כנראה בזמן היווצרותו (21). במכתש אחר שקוטרו 48 ק”מ הקרקע עברה תהליך של קימוט ובאחת הדפנות ישנה מפולת סלעים ( 22, 23). במכתשים אחרים חלק מהקרקע שקעה , תופעה שמקבילות לה יש על ירח כדור הארץ ועל מרקורי (24).

לראה מספר קטן של קניונים. קניון אחד צר מידות, עשרות מטרים רוחבו יורד מאזור גבוה לאזור נמוך (25). יכול להיות שהאזור הנמוך שקע והקניון נוצר מאוחר יותר. דופן של אחד המכתשים שבור ויוצא ממנו קניון באורך של כ-100 ק”מ (26).

להפתעת החוקרים התברר שלראה טבעת ברוחב אלפי קילומטרים והיא מאוכלסת בשברים ובחלקיקי חומר מסדר גודל של חצץ עד לסלעים. בנוסף לכך קיים גם ענן אבק ברוחב 5900 ק”מ. אחד ההסברים לתופעה זו הוא שחומרים אלה הם שאריות של התנגשות בין ראה לאסטרואיד או שביט (27). הצד הפונה לשבתאי בהיר יותר מהצד השני. ההערכה היא שחלקיקים מטבעת E שמקורם באנצלדוס מעדיפים לפגוע בצד זה של הירח ( 28).

תטיס

תטיס הוא ירח בקוטר 1066 ק”מ וצפיפותו 1.21 גרם/סמ”ק ( 13). במימדיו דומה לדיון. גם עבורו נבנה אטלס ( 35). על פניו 8 מכתשים שקוטרם גדול מ- 100 ק”מ. הגדול ביניהם, אודיסאוס קוטרו 445 ק”מ. 3 מכתשים נמצאים בצד הפונה לשבתאי ו-5 בצד השני של הירח. בתצלום 07535PIA ( 36). רואים מכתש שעבר בלייה. קרקעיתם של מכתשים רבים מכוסה בחומר בהיר בשונה מהיפריון שרבים ממכתשיו , קרקעיתם מכוסה בחומר כהה ( 37). לא ברור מה מקורו של חומר זה. יתכן שהמטאוריט שיצר מכתש זה חדר לתוך קרום הירח וחשף חומר בהיר. אפשרות אחרת היא שהמרקם של קרקעית המכתשים שונה מזה של הדפנות (38). בתצלום. jpg00040104N רואים מכתשים הצמודים זה לזה קרקעיתם בהירה ובתוכם מפולות סלעים (39). במכתש Melathius שקוטרו 250 ק”מ במרכזו אין בליטה, אלא שרשרת הרים ( 40).

בשונה מדיון לתטיס קניונים ספורים. הקניון הגדול, Ithaca Chasma הוא קניון בקנה מידה גלובלי. הוא משתרע מקוטב לקוטב. אורכו למעלה מ-2000 ק”מ רוחבו 100 ק”מ ועומקו 2. 4 ק”מ (41). ההערכה היא שקניון זה נוצר כאשר קרום הירח חומם והיה תחת לחץ גדול. בעקבותיו של החימום באה התקררות גדלה שהקפיאה אוקיינוס ולאחר מכן נוצר הקניון. נראה שבעבר מסלולו של תטיס הושפע מדיון והפך לאקסצנטרי יותר. התוצאה, כוחות גיאות שהביאו לחום של חיכוך בתוך הירח, אך בנקודה מסוימת האינטראקציה המסלולית בין שני הירחים נשברה ותטיס נכנס למסלול קצר יותר סביב שבתאי ופחות אקסצנטרי. בשלב זה הירח התחיל להתקרר. קפיאת האוקיינוס יצרה לחצים גדולים יותר בקרום עד כדי יצירת הקניון. על פי הערכות אוקיינוס זה נמצא בעומק של 100 ק”מ (42). בתצלום 07736PIA רואים קניון צר וארוך, אורכו עשרות קילומטרים ורוחבו עשרות מטרים (43). התצלומים של הקוטב הצפוני הם לא חדים דיים, אך הרושם המתקבל הוא שגם כאן יש מספר קניונים, אם כי קצרים מאוד, עשרות קילומטרים אורך ( 35).

בדיון ובתטיס התגלה זרם של חלקיקים הנע מהקרקע לחלל, מה שמעלה את האפשרות לאיזו שהיא פעילות גיאולוגית אולי געשית (44). לתטיס רצועה רוחבית וכהה המקבילה לקו המשווה (45).

מקורות

1.PIA01117: The Mimas atlas

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01117

2.PIA06256: A world of hurt

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/P06256

3.Adam D.–“Saturn’s moon is the double of Star Wars Space Station” 15.2.2005

http://www.guardian.co.uk/space/article/0,14493,1414923, 00html

4.Moons-mimas

http://saturn.jpl.nasa.gov/science/moons/moonDetailscfm?pageID=9

5.PIA07534: Not quite round

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07534

6.PIA06243: Encountering Heperion (Movie)

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06243

7.PIA09728:Chiseled away

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA09728

8.”Cassini scientists wring out details on spongy heperion” 4.7.2007

http://http://spaceflightnow.com/cassini/070704hyperion.html

9.PIA06244: Pop-up moon

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06244

10.PIA07741: Hyperion’s unusual craters

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07441

11.PIA07761: Cosmic blosting zone

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07761

12.”NASA finds hydrocarbons on Saturn’s moon Hyperion” 4.7.2007

http://http://spaceflightnow.com/cassini/070704 hydrocarbons.html

13.”Cassini at Saturn Interactive Explorer (cassini) Saturn’s Moons

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/CASSIE/dsp_cassinimoonsactiom.cfm

14.Rhea’s great white splat 17.5.2005

http://spacedaily.com/news/cassini_05zza.html

15.PIA06630: Dark patch

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06630

16.Full-Res: N00091024.jpg

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/raw-images-details.cfm?feImageID=124898

17.PIA07575:Tirawa at twilight

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07575

18.Full-Res: N00075319.jpg

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/raw-images-details.cfm?feImageID=96550

19.PIA07566:Rhea: polar view

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07566

20.Morrison D.–voyagers to Saturn NASA SP-451 1982 227 p.

21.PIA07264:Catch the crater

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07264

22.Full-Res: N00091049.jpg

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/raw-images-details.cfm?feImageID=124923

23.PIA08402: Rhea’s pop-up crater

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08402

24.Rhea flying raw preview# 10

http//ciclops.org/view.php?id=1690

25.Full-Res: N00090798.jpg

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/raw-images-details.cfm?feImageID=12671

26 Full-Res: N00114701.jpg

http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/raw-images-details.cfm?feImageID=16787

27.”Saturn moon Rhea may also have rings” 7.3.2008

http://www.saturndaily.com/reports/ Saturn_ Moon_ Rhea_ May_ Also_ Have _Rings_999.html

28.PIA11143: Darkness falls on Rhea

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA11143

29.PIA08418:The Dione atlas

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA08418

30.PIA06561: Aeneas on the edge

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06561

31.PIA07748: In the groove

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07748

32.PIA07638: At Carthage Linea

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07638

33.PIA06162:Dione’s surprise

http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06162

34.http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/casJPGFullS15/N00041264.jpg

35.PIA11008: The Thetys atlas

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA11008

36.PIA07535: Icy scars

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA07535

37.PIA07734: Steep scraps

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA07734

38.PIA07738: Tethys in full view

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA07738

39.http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/images/raw/casJPBrowseS14/N00040104.jpg

40.PIA07622: Big bangs on the Tethys

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA07622

41.PIA06583: The great rift

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA06583

42.Rincon P.-“Saturn moon once had ocean” 14.3.2008

http://newa.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7297408.stm

43.PIA07736: “Hi-res” on tethys

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA07736

44.”cassini finds moons are active” 15.6.2007

Http://www.saturndaily.com/reports/ Cassini_ Finds_ Moons_ Are _Active_999.html

45.PIA07571: with the band

http://photojournal.jpl.nasa, gov/catalog/PIA07571