Hyperion – nieregularny księżyc Saturna

Hyperion to księżyc Saturna o porowatej powierzchni, jest największym znanym niesferycznym (niebędącym sferoidą) naturalnym satelitą w Układzie Słonecznym, przypominającym swoim kształtem ziemniaka.

Księżyc ten posiada ciągle zmieniający się chaotyczny obrót, a wpływ grawitacji pobliskiego innego naturalnego satelity Tytana powoduje, że Hyperion posiada orbitę eliptyczną.

Odkrycie Hyperiona

Hyperion został po raz pierwszy odkryty w 1848 roku, w dodatku przez dwie niezależne grupy. Angielski astronom William Lassell zauważył księżyc dwa dni po tym, jak amerykańscy naukowcy – William i George Bond – dostrzegli obecność tej struktury. Wszystkim trzem mężczyznom przypisuje się zatem jego odkrycie.

Skąd Hyperion wziął swoją nazwę?

Angielski astronom John Herschel zasugerował, aby księżyce Saturna były związane z mitologicznymi postaciami. Nazwa księżyca pochodzi od tytana, boga obserwacji i niebios. Hyperion, syn Urana i Gai, uznawany był za symbol jednego z czterech filarów, które podtrzymują wszechświat. Był on odpowiedzialny za część wschodnią.

Co wiemy o Hyperionie?

• Księżyc posiada strukturę niesferyczną, nieregularną, i jest największym tego typu naturalnym satelitą nie tylko Saturna, ale także biorąc pod uwagę cały Układ Słoneczny.
• Średni promień Hyperiona szacuje się na 135 km, chociaż biorąc pod uwagę jego kształt, precyzyjniej jest oszacować jego wielkość na podstawie rozmiarów średnicy poprowadzonej wzdłuż trzech osi: 360 x 266 x 205 km.
• Powierzchnia satelity jest pokryta kraterami, podobnie jak inne księżyce zewnętrzne – Febe i Japet. Podróżując tak daleko od planety te trzy odległe naturalne satelity wykazują więcej oznak kolizji kosmicznych. Ogrzewany przez Saturna lód, znajdujący się na bliższych księżycach, mógł stopić się i wygładzić niektóre wcześniejsze oznaki uderzeń.
• Kratery Hyperiona różnią się jednak od tych spotykanych na Febe i Japet. Zwykle są głębsze i nie wykazują oznak aktywności w postaci wyrzutów materiału z ich wnętrza. Jednak kratery Hyperion są szczególnie głębokie i cechują się z reguły niewielkimi rozmiarami (chociaż wydaje się, że w wielu większych kraterach osuwiska powodują ich optyczne zmniejszenie). Rezultatem jest interesujący wygląd powierzchni, przypominający gąbkę lub gniazdko os. Największy krater na Hyperionie ma średnicę wynoszącą aż 120 km, natomiast jego głębokość dochodzi do 10 km.
• Wiele ścian kraterów na Hyperionie ma jasny odcień, co sugeruje obfitość lodu wodnego. Dna krateru to głównie obszary najniższego albedo (słabo odbijają światło), mające intensywniejsze czerwone zabarwienie (znacznie ciemniejsze). Może to być spowodowane faktem, że średnia temperatura panująca na księżycu (około -180°C) może być przybliżona do tej powodującej sublimację substancji lotnych, pozostawiając ciemniejsze materiały gromadzące się na dnie krateru.
• Biorąc pod uwagę jego dziwny kształt, Hyperion jest prawdopodobnie pozostałością większego księżyca, który został zniszczony w wyniku dużej kolizji z innym obiektem.
• Gęstość Hyperiona stanowi nieco ponad połowę gęstości wody (544 kg/m³ wobec 997 kg/m³). Może to być spowodowane lodem wodnym z charakterystycznymi lukami w postaci porowatości, który wg szacunków stanowi ponad 40% łącznej masy obiektu. Również lżejsze materiały, takie jak zamrożony metan lub dwutlenek węgla, mogą stanowić część księżyca.
• Według najbardziej prawdopodobnej koncepcji Hyperion składa się z szeregu mniejszych obiektów lodowych i skalnych, jednak księżyc nie posiada wystarczającej grawitacji do zwiększenia ich gęstości. Obiekt ten zatem przypomina nieco duży stos gruzu.
• Hyperion krąży wokół Saturna po eliptycznej orbicie, w średniej odległości od planety wynoszącej około 1,5 miliona km, wykonując przy tym chaotyczny obrót. Dziwny kształt księżyca jest głównym powodem nieregularności w rotacji.
• Duża odległość od Saturna i oddziaływanie z Tytanem to cechy charakterystyczne tego księżyca.
• Silniejszy wpływ na rotację Hyperiona ma Tytan, z którym znajduje się w rezonansie, ze względu na względnie niewielkie odległości ich orbit – niecałe 300 tysięcy km. Ponieważ Hyperion jest znacznie mniejszy niż Tytan, jego rotacja i orbita są znacznie bardziej podatne na wpływ jego większego księżyca niż w przypadku planety.
• Okres orbitalny Hyperiona wynosi nieco ponad 21 dni ziemskich, z kolei obrót księżyc ten wykonuje średnio co około 13 dni ziemskich. Jego bliska orbita z największym księżycem Saturna, Tytanem, pozwala dzięki sile grawitacji przyspieszać i zwalniać, gdy tylko zmienia się odległość między nimi.

Misje badające nieregularny księżyc Saturna

• Pierwsze dane o księżycu uzyskano dzięki sondzie Voyager, która w 1981 roku przekazała pierwsze zdjęcia jego powierzchni.
• Podczas bliskiego przelotu sondy Cassini w 2005 roku silnie ujemny potencjał powierzchniowy Hyperiona spowodował zakłócenia w poprawnym działaniu statku. Dotychczas nie sądzono, aby księżyc ten ze względu na niewielkie rozmiary miał jakikolwiek wpływ na magnetosferę Saturna.
• Badanie powierzchni podczas misji Icarus z 2012 roku zasugerowały, że Hyperion składa się głównie z lodu wodnego z pewnymi dodatkami, takimi jak dwutlenek węgla, który wydaje się być bardziej złożoną strukturą, taką jak klatrat (struktura o regularnej sieci krystalicznej).

Podstawowe dane o Hyperionie

• Wymiary: 360 x 266 x 205 km
• Średnia odległość orbity od planety: 1 500 934 km
• Najmniejsza odległość: 1 466 112 km
• Największa odległość: 1 535 756 km
• Mimośrodowość orbity księżyca: 0,232
• Masa: 5,5855 x 10¹⁸ kg
• Gęstość: 0,544 g/cm³
• Prędkość ucieczki: 268 km/h