Iapetus (vệ tinh)
Đặc điểm > Hai nửa khác màu

Ngay từ thế kỉ thứ 17, khi Giovanni Cassini chỉ quan sát thấy Iapetus khi nó đang ở phía tây của Sao Thổ và không quan sát thấy nó ở phía ngược lại, ông đã dự đoán chính xác rằng Iapetus luôn quay một mặt về phía Sao Thổ và hơn nữa, 2 nửa quan sát được của Iapetus khi nó ở hai phía khác nhau của Sao Thổ có sự chênh lệch lớn về độ phản xạ. Sau đó điều này đã được khẳng định khi quan sát sử dụng loại kính thiên văn tốt hơn.
Sự khác biệt về màu sắc giữa 2 mặt của Iapetus là cực kì rõ rệt. Trong khi mặt bán cầu hướng theo chiều quay của nó rất tối (suất phản xạ 0,03–0,05), hơi có màu nâu đỏ, mặt bán cầu còn lại và 2 cực lại rất sáng (suất phản xạ 0,5 đến 0,6, tương đương với suất phản xạ của Europa. Vì thế, độ rọi tuyệt đối của bề mặt sáng là 10,2 còn của bề mặt tối là 11,9. Khả năng của những kính thiên văn tốt nhất vào thế kỉ 17 nằm ở khoảng giữa 2 độ rọi này. Chính vì thế, tùy vào mặt nào của Iapetus hướng về phía người quan sát mà người đó có thể nhìn thấy vệ tinh này hay không. 2 màu tối và sáng phân bố tương tự như biểu tượng âm dương hoặc là đường phân cách trên bề mặt quả bóng tennis. Vùng tối được đặt tên là Cassini Regio, vùng sáng là Roncevaux Terra. Những vật chất tối màu nguyên thủy có thể có nguồn gốc từ vũ trụ, nhưng hiện nay chúng là phần sót lại của quá trình thăng hoa băng xảy ra tại vùng có nhiệt độ cao hơn trên bề mặt Iapetus. Chúng chứa những chất hữu cơ tương tự như những hợp chất trên các thiên thạch nguyên thủy hoặc trên bề mặt các sao chổi. Những quan sát trên Trái Đất cho thấy các chất này là hợp chất giàu carbon, và có thể có cả các polyme của HCN.
Ngày 10 tháng 9 năm 2007, tàu thám hiểm Cassini bay cách Iapetus 1.640 km đã cho thấy cả hai nửa bề mặt của vệ tinh này đều có nhiều hố thiên thạch. Ranh giới phân cách giữa 2 vùng là không rõ ràng. Chúng là hỗn hợp của những dải vật chất sáng và tối đan xen. Các dải này có thế có kích cỡ rất nhỏ có khi xuống dưới 30 m. Có vật chất tối màu chứa trong các lòng chảo thấp và vật chất sáng màu trên sườn các miệng hố thiên thạch, nhưng không có sắc thái trung gian như màu xám . Các lớp vật chất sáng và tối màu này ở đôi chỗ cực kì mỏng, chỉ dày vài chục centimet . Chỉ cần một mảnh thiên thạch rất nhỏ cũng đủ sức đào xuyên qua lớp vật chất mỏng phía ngoài và chạm vào phần vỏ băng phía trong.
Các nhà khoa học NASA cho rằng các vật chất tối màu là phần sót lại khi băng nước bị thăng hoa (hóa hơi). Trước hết cần phải thấy rằng Iapetus chu kì tự quay của Iapetus (cũng tức là chu kì quay quanh Sao Thổ) là dài nhất trong số các vệ tinh của Sao Thổ (79 ngày). Vì thế ngay từ khi bề mặt của nó chưa bị phân thành 2 màu riêng biệt, Iapetus cũng đã có nhiệt độ cao nhất vào ban ngày và lạnh nhất vào ban đêm so với các vệ tinh khác của Sao Thổ. Cụ thể nhiệt độ ban ngày ở xích đạo tại vùng tối màu Cassini Regio là 128 K còn tại vùng sáng màu Roncevaux Terra là 113 K. Chênh lệch nhiệt độ tại 2 vùng khiến cho băng có xu hướng bị thăng hoa ở vùng Cassini, vốn có nhiệt độ cao hơn, và lại rơi xuống ở vùng Roncevaux và 2 cực, nơi có nhiệt độ thấp hơn. Sau một quá trình rất dài, Cassini bị mất băng càng lúc càng thẫm màu, trong khi Roncevaux và 2 cực càng lúc càng sáng màu. Do độ phản xạ chênh lệch càng lớn, chênh lệch nhiệt độ tại 2 vùng tăng, càng đẩy mạnh quá trình nói trên. Người ta tính ra rằng, trong thời gian 1 tỉ năm, nếu bỏ qua việc băng thăng hoa từ vùng Cassini rơi xuống vùng Roncevaux, vùng Cassini sẽ bị mất một lớp băng dày 20 m còn vùng Roncevaux chỉ mất 10 cm băng. Sự chênh lệch đó đã trả lời cho các câu hỏi: tại sao bề mặt Iapetus lại có 2 màu phân biệt, tại sao không thấy có màu trung gian và tại sao lớp vật chất bề mặt của Iapetus lại mỏng như thế.
Mặc dù vậy, quá trình hình thành 2 nửa sáng tối của Iapetus cần phải có một chất xúc tác nào đó. Nếu không, quá trình đó sẽ không bao giờ xảy ra. Người ta cho rằng có một vệ tinh nhỏ nào đó trong quá khứ đã bị bắn ra nhiều mảnh vụn nhỏ gần quỹ đạo của Iapetus. Bề mặt hướng theo chiều chuyển động của vệ tinh (chính là bề mặt tối màu hiện nay) đã quét qua các mảnh vụn này, khiến chúng rơi xuống và bắt đầu làm tối màu nửa bề mặt này. Giả thuyết được đưa ra cách đây 30 năm và gần đây lại được nhắc lại sau những quan sát của tàu Cassini.
Cụ thể ta có thể hình dung một vệ tinh nào đó sau một vụ va chạm hoặc sau khi bị các vi thiên thạch bắn phá, đã tạo ra nhiều mảnh vật chất nhỏ. Các mảnh này do bị mất dần quỹ đạo, từ từ rơi xuống bề mặt Sao Thổ theo đường xoắn ốc. Chúng có thể đã bị ánh sáng mặt trời làm cho tối đi (do băng bị thăng hoa). Một phần của những mảnh vụn này đã rơi xuống Iapetus, làm cho một nửa của vệ tinh này có màu thẫm hơn chút ít so với nửa còn lại. Độ phản xạ chênh lệch tạo ra chênh lệch nhiệt độ, và đây chính là chất xúc tác cho quá trình đã đề cập ở trên.
Hiện nay người ta cho rằng nguồn cung cấp những mảnh vụn vật chất này là Phoebe, vệ tinh lớn nhất ở phía ngoài Iapetus. Mặc dù vật chất bề mặt của nó khá sáng màu (gần với màu sắc của Iapetus ở bề mặt sáng hơn là ở bề mặt tối) nhưng các mảnh vụn từ nó vẫn đủ để tạo ra sự khác biệt về suất phản xạ giữa 2 bề mặt Iapetus. Các mảnh vụn này sau một thời gian dài đã bị che lấp bởi quá trình thăng hoa.