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La baja densidad de Jápeto indica que su principal componente es el hielo, acompañado de una pequeña cantidad de materiales rocosos. A lo largo de toda su superficie, exhibe una amplia cantidad de cráteres; en la región oscura la sonda Cassini/Huygens ha desvelado varios cráteres de gigantescas proporciones, tres de los cuales exceden los 350 kilómetros de diámetro. El más grande de ellos tiene unos 500 km de ancho y un borde con pendientes de más de 15 kilómetros extremadamente empinadas.
La forma del satélite no es esférica o elipsoide, como puede esperarse de una luna de gran tamaño, sino que es irregular, con partes achatadas y una cordillera ecuatorial tan alta que distorsiona la forma de Jápeto, incluso observada desde gran distancia. Por este motivo y debido a que la sonda Cassini no ha fotografiado la totalidad de su superficie, no existe un consenso sobre cuál es exactamente la figura de este cuerpo.
Hemisferios de distintos colores
En el siglo XVII, Giovanni Cassini observó que podía ver Jápeto cuando este se encontraba en un lado de Saturno pero no al otro. Llegó a la conclusión acertada que uno de los hemisferios del satélite era más oscuro que el otro, característica confirmada por las imágenes de las sondas Voyager y sonda Cassini/Huygens.
La diferencia de coloración entre los dos hemisferios es muy marcada. El hemisferio en el sentido de la órbita de Jápeto alrededor de Saturno es oscuro, con un albedo de entre 0,03 y 0,05 con una ligera coloración entre rojiza y marrón. Por otro lado, la mayor parte del otro hemisferio y el polo son brillantes, con un albedo de entre 0,5 y 0,6; casi tan brillante como la superficie de Europa. El patrón de coloración es análogo a una versión esférica del símbolo del yin y el yang. La región oscura se llama Cassini Regio, y la brillante Roncevaux Terra.
Se cree que las regiones son oscuras por estar cubiertas por un material de origen orgánico formado por compuestos de carbono y nitrógeno. El origen de este material oscuro no es conocido, aunque se han propuesto diversas teorías.
Origen externo
Una de ellas dice que el material oscuro no es originario de Jápeto sino que proviene de otro satélite de Saturno, desde donde fue expulsado después de que éste recibiese el impacto de un enorme meteorito. Se han sugerido Febe e Hiperión como posibles candidatos. Los resultados del sobrevuelo de la sonda Cassini de esta luna el día 10 de septiembre de 2007 parecen confirmar esta teoría, y de hecho apuntan a que tras la acumulación de dicho material y al estar lo suficientemente caliente para ello, se produjo un fenómeno de "segregación térmica", por el cual se empezó a evaporar hielo de agua del lado oscuro en dirección a zonas más frías -los polos y otras zonas heladas cercanas-. El proceso se podría haber ido autoalimentando hasta hoy, haciendo más oscuras las partes ricas en ese material, y más brillantes las otras zonas.
Otra teoría similar parece cobrar vigor tras el descubrimiento en 2009 de un gigantesco y extremadamente tenue anillo adicional sobre Saturno. Las partículas del anillo podrían ser arrastradas por el viento solar, cubriendo la superficie de la luna "como insectos en un parabrisas".
Origen interno
Otra teoría propone que el material oscuro proviene del interior del satélite y que emergió a la superficie a través de una combinación de impacto meteórico y criovulcanismo.
Por último, se ha sugerido que las regiones oscuras simplemente podrían ser zonas que no tienen agua. Jápeto, a causa de su lenta rotación, tiene la superficie más caliente de todo el sistema de satélites de Saturno (130 K en la región oscura). Esta temperatura es suficiente para qué el agua se sublime para más tarde congelarse en otro punto de la superficie. Este proceso se repetiría hasta que el agua llegase a un lugar donde ya no se puede sublimarse más (las regiones brillantes), dejando zonas sin agua (las regiones oscuras). No obstante, esta teoría no explica por qué solo un hemisferio es oscuro.
Tampoco se conoce la profundidad de la capa de material oscuro; no hay cráteres brillantes en hemisferio oscuro, por lo tanto si el material oscuro es poco profundo debe ser extremadamente reciente, o renovado constantemente, ya que de otra manera un impacto de meteorito habría atravesado la capa oscura para dejar el material brillante al descubierto.
La cordillera ecuatorial
Otro aspecto difícil de explicar de Jápeto fue descubierto por la nave Cassini/Huygens el 31 de diciembre de 2004, y se trata de una cordillera ecuatorial que ha sido bautizada cómo Toledo Montes[] de unos 20 kilómetros de ancho y 13 de alto que se extiende a lo largo de 1300 kilómetros en el hemisferio oscuro. Algunos picos se elevan más de 20 kilómetros sobre el nivel de las planicies circundantes. El nombre se debe a que sigue casi perfectamente el ecuador del satélite, aunque sólo abarca el lado oscuro. Algunas montañas ubicadas en el borde con el hemisferio luminoso fueron fotografiadas por las sondas Voyager, pero sólo con la misión Cassini/Huygens se han obtenido abundantes imágenes que permiten estudiarlo. A partir de ellas se ha concluido que la formación es antigua, debido a la gran cantidad de cráteres y el estado en que se encuentran.
Hasta ahora no se ha establecido una hipótesis firme para explicar el origen de la cordillera, sino que distintos científicos han apoyado algunas de las tres siguientes:
- La cadena podría ser un remanente de la forma esferoide que Jápeto tenía en sus comienzos, cuando rotaba más rápido que en la actualidad. Considerando la altura de las montañas, este período tendría que haber sido menor que 17 horas. Para poder enfriarse a una velocidad tal que se preserve la cordillera a la vez que la luna se mantenía lo suficientemente plástica para que la fuerza de Saturno alargue el período de rotación hasta su valor actual, la fuente de calor de Jápeto tendría que haber sido la radioactividad del Aluminio-26. Este isótopo era abundante en la nebulosa protoestelar en que se formó Saturno, pero para poder absorber la cantidad suficiente para mantener el calor, Jápeto tendría que haberse formado sólo unos dos millones de años después que los asteroides, considerablemente más temprano de lo que se suponía.
- La cordillera está compuesta por algún líquido que manó de fuentes ubicadas debajo de la superficie y luego se solidificó. Esta teoría no explica por qué esto sucedió siguiendo la línea ecuatorial.
Paulo Freire, del observatorio de Arecibo sugirió que la cordillera podría haber tenido su origen en el pasado distante, cuando Jápeto habría rozado la porción más externa de los anillos de Saturno y consumido parte de sus materiales. Esta teoría agrega el problema de explicar el alejamiento de Jápeto desde ese lugar hasta su posición actual.
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