على الرغم من اكتشاف قمر زحل Iapetus لأول مرة في عام 1671 بواسطة جيوفاني كاسيني ، إلا أن سلوكه كان غريبًا للغاية. تمكنت كاسيني من العثور على القمر بانتظام عندما كان يقع إلى الغرب من زحل ، ولكن عندما انتظره ليتأرجح نحو الجانب الشرقي من زحل ، بدا أنه يتلاشى. لم يكن حتى عام 1705 عندما رصدت كاسيني أخيرًا إيابيتوس على الجانب الشرقي ، لكنها تطلبت تلسكوبًا أفضل لأن الجانب الذي ظهر فيه إيابيتوس كان أغمق بمقدار 2 درجة. توقعت كاسيني أن هذا كان بسبب نصف الكرة الخفيف ، الذي تم تقديمه عندما كان Iapetus إلى الغرب ، ونصفًا مظلمًا ، كان مرئيًا عندما كان في الشرق بسبب الانغلاق المد والجزر.
مع التقدم في التلسكوبات ، كان سبب هذا الانقسام المظلم موضوعًا للكثير من الأبحاث. جاءت التفسيرات الأولى في سبعينيات القرن الماضي وأ الورقة الأخيرة يلخص العمل الذي تم إنجازه حتى الآن على هذا القمر الصناعي الرائع بالإضافة إلى توسيعه ليشمل السياق الأكبر لبعض أقمار زحل الأخرى.
تم اقتراح أساس النموذج الحالي لعرض Iapetus غير المتكافئ لأول مرة من قبل Steven Soter ، أحد الكتاب المشاركين لـ Carl Sagansكوزموسسلسلة. خلال ندوة عن الاتحاد الفلكي الدولي ، اقترح سوتر أن قصف نيزك دقيق لأقمار أخرى من أقمار زحل ، Pheobe ، قد انجرف إلى الداخل والتقطه Iapetus. نظرًا لأن Iapetus يبقي جانبًا واحدًا في مواجهة زحل في جميع الأوقات ، فإن هذا سيعطيه بالمثل ميزة رائدة من شأنها أن تلتقط جزيئات الغبار بشكل تفضيلي. أحد النجاحات العظيمة لهذه النظرية هو أن مركز المنطقة المظلمة ، المعروفة باسم Cassini Regio ، يقع مباشرة على طول مسار الحركة. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 2009 ، اكتشف علماء الفلك حلقة جديدة حول زحل ، في أعقاب مدار فيبي الرجعي ، على الرغم من أنه داخلي قليلاً للقمر ، مما زاد من الشك في أن جزيئات الغبار يجب أن تنجرف إلى الداخل ، بسبب تأثير Poynting-Robertson .
في عام 2010 ، لاحظ فريق من علماء الفلك الذين راجعوا الصور من مهمة كاسيني ، أن التلوين له خصائص لا تتناسب تمامًا مع نظرية سوتر. إذا كان الترسب من الغبار هو نهاية القصة ، فمن المتوقع أن يكون الانتقال بين المنطقة المظلمة والضوء تدريجيًا جدًا حيث ستصبح الزاوية التي سيضربان بها السطح مستطيلة ، وينتشر الغبار الوارد. ومع ذلك ، كشفت مهمة كاسيني أن التحولات كانت مفاجئة بشكل غير متوقع. بالإضافة إلى ذلك ، كانت أعمدة Iapetus ساطعة أيضًا وإذا كان تراكم الغبار بسيطًا كما اقترح Soter ، فيجب أن يتم تغطيتها إلى حد ما أيضًا. علاوة على ذلك ، كشف التصوير الطيفي لكاسيني ريجيو أن طيفها كان مختلفًا بشكل ملحوظ عن طيف فيبي. مشكلة أخرى محتملة هي أن السطح المظلم امتد إلى ما بعد الجانب الأمامي بأكثر من عشر درجات.
التفسيرات المنقحة كانت وشيكة. اقترح فريق كاسيني أن الانتقال المفاجئ كان بسبب تأثير التسخين الجامح. ومع تراكم الغبار الداكن ، فإنه يمتص المزيد من الضوء ، ويحوله إلى حرارة ، ويساعد على تسامي المزيد من الجليد اللامع. في المقابل ، سيؤدي ذلك إلى تقليل السطوع الكلي ، وزيادة التسخين مرة أخرى ، وما إلى ذلك. نظرًا لأن هذا التأثير قد أدى إلى تضخيم اللون ، فقد يفسر الانتقال المفاجئ بنفس الطريقة التي يؤدي بها ضبط التباين على الصورة إلى زيادة حدة الانتقالات التدريجية بين الألوان. توقع هذا التفسير أيضًا أن الجليد المتسامي يمكن أن ينتقل حول الجانب البعيد من القمر ، ويتجمد ويعزز السطوع على الجوانب الأخرى وكذلك القطبين.
لشرح الاختلافات الطيفية ، اقترح علماء الفلك أن فيبي قد لا تكون المساهم الوحيد. داخل نظام القمر الصناعي الخاص بزحل ، هناك أكثر من ثلاثين من الأقمار الصناعية غير المنتظمة ذات الأسطح المظلمة والتي يمكن أن تساهم أيضًا في تغيير التركيب الكيميائي. ولكن في حين أن هذا بدا وكأنه حل مباشر ومثير للإعجاب ، فإن التأكيد سيتطلب مزيدًا من التحقيق. حللت الدراسة الجديدة ، التي قادها دانيال تامايو من جامعة كورنيل ، الكفاءة التي يمكن أن تنتج بها أقمار أخرى مختلفة الغبار بالإضافة إلى احتمالية أن يتمكن إيابيتوس من التقاطه. ومن المثير للاهتمام أن نتائجهم أظهرت أن يمير ، التي يبلغ قطرها 18 كم فقط ، 'يجب أن تكون مساهماً مهمًا للغبار في إيابيتوس مثل فيبي'. على الرغم من عدم وجود أي من الأقمار الأخرى ، بشكل مستقل ، تبدو قوية من مصادر الغبار ، إلا أن مجموع الغبار القادم من الأقمار غير المنتظمة والمظلمة المتبقية لا يقل أهمية عن كل من Ymir أو Phoebe. على هذا النحو ، فإن هذا التفسير للانحراف الطيفي له أسس جيدة.
تم شرح الصعوبة الأخيرة ، وهي نشر الغبار عبر الوجه الرائد للقمر ، أيضًا في الورقة الجديدة. يقترح الفريق أن الانحرافات في مدار الغبار تسمح له بضرب القمر بزوايا غريبة ، بعيدًا عن نصف الكرة الأمامي. يمكن أن تنتج مثل هذه الانحرافات بسهولة عن طريق الإشعاع الشمسي ، حتى لو لم يكن مدار الجسم الأصلي غريب الأطوار. قام الفريق بتحليل هذه التأثيرات بعناية وأنتج نماذج قادرة على مطابقة توزيع الغبار بعد الحافة الرائدة.
يبدو أن الجمع بين هذه المراجعات يؤمن فرضية سوتر الأساسية. سيكون الاختبار الإضافي هو معرفة ما إذا كانت الأقمار الصناعية الكبيرة الأخرى مثل Iapetus قد أظهرت أيضًا علامات ترسب الغبار ، حتى لو لم تكن مقسمة بشكل صارخ لأن معظم الأقمار الأخرى تفتقر إلى المدار المتزامن. في الواقع ، وجد أن قمر هايبريون يحتوي على مناطق أكثر قتامة تتجمع في فوهته عندما كانت كاسيني قليلة في عام 2007. وقد كشفت هذه المناطق المظلمة أيضًا عن أطياف مماثلة لتلك الخاصة بكاسيني ريجيو. أكبر قمر لكوكب زحل ، تيتان هو أيضًا مغلق بشكل مدّي ومن المتوقع أن يكتسح الجسيمات على حافته الأمامية ، ولكن بسبب غلافه الجوي السميك ، من المحتمل أن ينتشر الغبار على مستوى القمر. على الرغم من صعوبة تأكيدها ، فقد اقترحت بعض الدراسات أن مثل هذا الغبار قد يساعد في ظهور ضباب تيتان في الغلاف الجوي.