Япет
1436 км.
3 560 854 км.
79,33 дня
Япет — третий по величине спутник Сатурна и двадцать четвёртый по расстоянию от него. Известен также как Сатурн VIII. Этот спутник открыл Джованни Доменико Кассини в 1671 году. Назван он в честь титана Япета из древнегреческой мифологии — сына Урана, отца Прометея и Атланта и предка человечества.
Ведущее (переднее) полушарие Япета чёрное, как копоть (альбедо 0,03—0,05), а ведомое (заднее), имея альбедо около 0,5—0,6, блестит почти столь же ярко, как свежевыпавший снег, и соперничает с одним из самых ярких объектов в Солнечной системе — спутником Юпитера Европой.
Другая уникальная особенность Япета — ряд горных хребтов и отдельных вершин, который тянется вдоль его экватора и известен как стена Япета. Имея плотность только 1,088 г/см³, Япет должен состоять почти полностью из водяного льда.
Двуликость спутника Япет
Центры светлой и тёмной областей Япета очень точно совпадают с центрами ведомого и ведущего полушарий соответственно. Но граница между ними проходит не точно по меридиану: она изогнута наподобие линии на теннисном мяче. Яркая область (занимающая главным образом ведомое полушарие) заходит на ведущее в районе полюсов, а тёмная заходит на ведомое в районе экватор. Площадь яркой области больше, чем тёмной: около 60 % поверхности Япета. И ту, и другую делит пополам стена Япета — ряд горных хребтов и отдельных вершин, который тянется вдоль его экватора (но в яркой области этот ряд сильно прерывистый).
На снимках с высоким разрешением видно, что граница светлых и тёмных участков очень резкая, но сильно разорванная. Отдельные светлые участки есть и внутри тёмной области, а отдельные тёмные — и внутри светлой. Такими отдельными тёмными участками около экватора являются углубления, а на высоких широтах — обращённые к экватору склоны. Аналогично, в тёмной области возвышенности и обращённые к полюсам склоны могут быть яркими.
Яркая область Япета превосходит по альбедо тёмную примерно в 10 раз. Аналогичное различие между полушариями есть и у многих других синхронных спутников планет-гигантов, но у них оно намного слабее. Самое большое после Япета оно у Дионы и Европы: у них ведомое полушарие ярче ведущего в 1,45 и 1,33 раза соответственно. Кроме того, у этих полушарий может отличаться цвет: на ведущем полушарии Япета и яркие, и тёмные участки заметно краснее, чем на ведомом.
По всей видимости, цвет яркой области Япета — ледяного спутника — близок к его изначальному цвету. Тёмный цвет другого полушария, по современным представлениям, вторичен: его создаёт пылевой покров толщиной порядка десятков сантиметров. Это видно по ярким мелким кратерам в этой области и по результатам радарных наблюдений.
Различие альбедо полушарий Япета оставалось загадкой в течение трёх веков. Объяснение, которое ныне считается самым правдоподобным, было предложено (но не замечено) в 1974 году, а детально разработано в 2010-м. Согласно этой версии, первопричина различий альбедо — тёмная пыль, которая оседает главным образом на ведущем полушарии Япета (берётся эта пыль, скорее всего, с ретроградно движущихся удалённых спутников Сатурна, в частности, Фебы). Но одно только оседание пыли не может объяснить резкий переход от светлых участков к тёмным и изогнутость границы между светлой и тёмной областью. Объяснение этих фактов связано с тем, что запылённость поверхности приводит к миграции льда. Температура, до которой нагревается поверхность днём, зависит от альбедо: запылённое ведущее полушарие прогревается лучше чистого ведомого (до 129 K против 113 K). Как следствие, лёд испаряется с более тёплых участков и конденсируется на более холодных — ведомой стороне и околополярных областях. Получается положительная обратная связь: изначально тёмные участки темнеют, а изначально светлые — светлеют ещё сильнее. На Япете этот процесс идёт эффективней, чем на других синхронных спутниках Сатурна, потому что большой радиус его орбиты приводит к большому периоду обращения вокруг планеты и, соответственно, большой длительности суток. Поэтому за день поверхность Япета успевает прогреться относительно сильно. Кроме того, миграцию льда на Япете облегчает очень большая (сравнимая с его размером) длина свободного пробега молекул воды. На галилеевых спутниках Юпитера разница яркости полушарий небольшая, вероятно, именно из-за малости этой величины около их поверхности. Таким образом, уникальная окраска Япета в конечном счёте объясняется сочетанием значений его размера, расстояния до Сатурна и расстояния до Солнца.
