Der findes mange bjerge i solsystemet, men ingen så mærkelige som Voyager-bjergene på Saturns måne Japetus.
Det er en bjergkæde, som ligger nøjagtigt på ækvator, og som går næsten hele vejen rundt om den lille måne. Bjergene er typisk 12-13 kilometer høje, altså flere kilometer højere end Mount Everest – og enkelte steder ser vi bjergtoppe på næsten 20 kilometer.
Men hvordan Voyager-bjergene er opstået, er stadig en gåde. De er i hvert fald ikke dannet på samme måde som bjergene her på Jorden. Jordens bjerge skabes jo over mange millioner år, når kontinenter støder sammen.
De minder heller ikke om andre bjerge i solsystemet, som kan deles i to hovedtyper: Vulkaner og bjerge dannet i forbindelse med enorme nedslag.
Månen der forsvandt
\ Om artiklens forfattere
Helle og Henrik Stub er begge cand.scient’er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.
I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.
De står bag bøgerne ‘Det levende Univers‘ samt ‘Rejsen ud i rummet – de første 50 år‘ og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet ‘Stubberne’.
Det er nu 348 år siden, at den italienske astronom Giovanni Cassini opdagede Japetus i oktober 1671. Han blev hurtigt klar over, at den var noget særligt. For det var første og eneste gang, Cassini så en måne, der bogstavelig talt forsvandt for øjnene af ham.
Da Cassini første gang så Japetus, stod den vest for Saturn og lignede som alle de andre måner bare en lille stjerne. Da han nogle måneder senere ville observere den øst for Saturn var Japetus bare helt væk.
Det gentog sig året efter, og først i 1705 havde Cassini fået et så godt teleskop, at han kunne se den lille måne på den østlige side af Saturn. Den var der, men den var meget mørkere, end når den blev set på den vestlige side.
Først da blev Cassini klar over årsagen: Japetus har to sider. Den ene er meget lys, og den anden meget mørk – bogstavelig talt som forskellen mellem is og kul. Da Japetus altid vender den samme side mod Saturn, så han skiftevis den lyse og den mørke side.
Men var det et tilfælde, at det er den mørke side, der vender fremad i bevægelsesretningen?
\ Læs mere
Voyager kommer
Her stod spørgsmålet i rigtig mange år. Der er mange mysterier, og Japetus var ikke et, der optog mange astronomer. Men man fik da målt diameteren til godt 1.500 kilometer, hvilket er mindre end halvdelen af vor egen Måne.
Japetus er desuden meget kold med temperaturer nede mellem cirka -150 og -180 grader, og tyngdekraften er kun tre procent af Jordens tyngdekraft.
Men så kom Voyager i 1980, og vi fik de første nærbilleder. De fuldt ud bekræftede Cassinis formodning om en lys og en mørk side, og på billederne kunne man også ane en bjergkæde ved ækvator. Det er de bjerge, som nu er døbt Voyager-bjergene.
Det virkelige gennembrud kom dog først, da rumsonden Cassini ankom til Saturn i 2004. Cassini har gentagne gange fløjet tæt forbi Japetus og har taget nogle meget detaljerede billeder.
To sider af Japetus
Det første problem man tog fat på, var at finde en forklaring på, at Japetus har to sider, en sort og en hvid. Det må være en lidt speciel forklaring, for ingen andre måner i solsystemet ligner Japetus.
Forklaringen kom i 2009 fra en lidt uventet side. Det infrarøde teleskop Spitzer, der kredser om Solen i en bane meget langt fra Saturn, opdagede at Saturns yderste måne Phoebe har skabt sin helt egen ring.
Det er en enorm ring af støv, som stammer fra overfladen af Phoebe. Ringen dækker et 10.000 gange større areal end Saturns klassiske ringsystem. Men da ringene består af små og mørke støvpartikler, er de umulige at observere her fra Jorden. De kan ses i infrarødt lys, fordi partiklerne opvarmes af Solen og derfor udsender infrarød varmestråling.
Sort og hvid
Nu var forklaringen ligetil. Den nærmeste nabo til Phoebe er Japetus, så når Japetus kredser om Saturn, så pløjer den sig gennem støvringen fra Phoebe. Støvet lægger sig på den side af Japetus, som vender fremad i bevægelsesretningen og farver den sort.
Da mørke partikler opvarmes af Solen, stiger temperaturen gradvist til -146 grader, og det er nok til, at isen på overfladen begynder at fordampe. Dampene driver hen over Japetus, indtil de kommer hen over områder, der ikke er dækket af støv.
Her er dejligt koldt, så vanddampen fryser igen til is, og det betyder, at denne side af Japetus hele tiden får tilført frisk is og derfor er meget hvid.
The Devil is in the details
Det var så løsningen på det klassiske mysterium om Japetus, så nu kunne man tage fat på den mærkelige bjergkæde ved ækvator. På flere billeder får Voyager-bjergene Japetus til at ligne en valnød.
Vi har endnu ikke den helt endelige forklaring på, hvordan Voyager-bjergene er dannet, men der er flere spor:
- Der er mange kratere i bjergene, som er skabt af meteornedslag over millioner af år. Kraterne viser, at bjergkæden er gammel.
- På nogle af disse meteorkratere ses is, hvilket viser, at Voyager-bjergene måske i virkeligheden er store isbjerge.
- Bjergkæden når ikke hele vejen rundt om Japetus. Den er veldefineret på den mørke del, som i dag bærer navnet Cassini Regio. På den lyse del er det nok mere korrekt at tale om enkelte bjerge end en sammenhængende bjergkæde.
Der er mange detaljer, men tilsammen giver de desværre ikke et særlig klart billede af dannelsen.
To teorier
Der er grundlæggende to muligheder:
- Bjergene er dannet af kræfter inde i Japetus.
- Bjergene stammer fra en ring om Japetus, som er faldet ned på overfladen.
Det er dog lidt svært at se, hvordan en så lille måne som Japetus nogensinde har haft kræfter nok til at skabe så store bjerge, som ligger nøjagtigt på ækvator.
Den teori man i hvert fald lige nu hælder til, handler om, at bjergene bogstavelig talt er faldet ned fra himlen fra en nu forsvunden ring.
En ring omkring Japetus?
Der findes rigtig mange måner omkring Saturn. Ved sidste optælling 62, men tallet ændres hele tiden, efterhånden som man får analyseret de mange data fra Cassini-sonden.
Det er derfor ikke så usandsynligt, at en mindre ismåne engang for måske et par milliarder år siden kom for tæt på Japetus. Den lille måne stødte ikke sammen med Japetus, men kom dog så tæt på, at den blev revet i stykker af tidevandskræfter.
Resterne af den lille måne kom nu til at danne en ring omkring Japetus over ækvator. Ringen var måske ikke særlig stabil, så efter et stykke tid begyndte store og små dele at falde ned. Det er ikke sket med særlig stor fart, så de store isblokke er blevet liggende, hvor de faldt på overfladen.
30 kilometer stor og med egen bjergkæde
Nogle geologer mener at kunne se tegn på, at isblokkene er kommet skråt ind og har fordelt sig på en måde, der svarer lidt til at drysse sukker ud over et bord. Men så er der det ret vanskelige problem med, at bjergkæden ikke når hele vejen rundt – og det endnu større problem med, at det netop er over den lyse del, at bjergkæden mangler.
Men tilhængerne af ringteorien har nogle modargumenter. Nogle ganske små ismåner nær Saturns store ringe har deres helt egne ‘Voyager-bjerge’, som stammer fra materiale, månerne har hugget fra det store ringsystem.
Det mest slående eksempel er den kun 30 kilometer store måne Pan, der i forhold til sin størrelse har en ækvatorial bjergkæde, som nok må siges langt at overgå Japetus. På den anden side kredser Pan næsten inde i ringsystemet – men om det er en gyldig sammenligning, ved man ikke.
\ Læs mere
Japetus med de karakteristiske to sider – den ene sort og den anden hvid. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)
Et af de sidste billeder, Cassini tog, var af Japetus. Her ser man meget tydeligt forskellen mellem den mørke og den lyse halvdel. (Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)
De to sider af Japetus – strukket ud på et stykke. (Foto: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Lunar and Planetary Institute)
Japetus bliver i udseende sammenlignet med en valnød. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)
Nærbillede af bjergene. (Foto: NASA/JPL/Space Science Institute)
