探索神秘的土卫八
你现在看到的是卡西尼号探测器拍摄的普拉提斯的真实影像。今天我们要探索的是一颗非常特别的卫星——土卫八（Iapetus）。它是土星的第三大卫星，也可能是最神秘的一颗。
土卫八的发现
故事要从1671年说起。那年，天文学家乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼在巴黎天文台，用当时最先进的折射望远镜发现了一个新光点，它绕着土星旋转。但这颗新卫星有些奇怪，在轨道西侧时能清楚看见，转到东侧就像“隐身”一样，突然变得极其黯淡，有时甚至完全看不到。卡西尼当时就注意到这个反常，他说有时晚上还能看到它开始变暗，可第二天即使用32英尺的大望远镜，或者四五台望远镜一起也找不到它。于是他得出大胆结论：这颗卫星的一边比另一边黑很多，而且它肯定是被潮汐锁定的，就像月亮永远用同一面面对地球一样。所以当土卫八绕土星运行时，不断轮流把亮面和暗面朝向地球，亮面朝我们能看到它，暗面朝我们它就“消失”了。对于17世纪来说，这是个相当震撼的发现！这是人类历史上第一次在地月系统之外，观察到其他天体的表面差异。
卡西尼当时给自己发现的几颗卫星起名为“路易之星”（Sidera Lodeucia），献给法国国王路易十四，但这个名字后来没人用。后来约翰·赫歇尔提议用希腊神话中土星的兄弟姐妹，泰坦神族的名字来命名这些卫星，于是这颗卫星被命名为Iapetus，它在神话中是阿特拉斯和普罗米修斯的父亲，也可以说是“人类的祖先”，这名字挺贴切。
人类对土卫八的逐步了解
好几个世纪里，土卫八看起来都只是一个忽明忽暗的小光点。直到20世纪末，旅行者1号和2号的到来，才让我们更进一步了解它。旅行者1号拍到明显的亮度差异，证实了卡西尼的理论，但分辨率太低细节看不清。旅行者2号靠得稍微近一点，第一次拍到赤道附近巨大山脊的一点影子。
真正揭开土卫八神秘面纱的，是2004年抵达土星的“卡西尼号”探测器。2007年9月，卡西尼号以1640公里的超近距离飞掠土卫八，彻底把它从一个遥远的小亮点，变成一个拥有复杂地貌、可以仔细研究的世界。
土卫八的基本特征
土卫八密度很低，大概只有水的1.2倍，说明最多有75%的成分是水冰。它形状不圆，赤道那圈巨大的山脊让它看起来像个“核桃”。跟土卫二或木卫二不同，它没有地下海洋，因为没有发现地质活动或潮汐加热的迹象。它表面非常古老、寒冷，而且满是撞击坑，尤其在那片叫Ronservoir Terre的明亮区域，显示出数十亿年来持续被轰击的痕迹。
它的轨道也非常特殊，距离土星平均距离约为3500万公里，是下一个大卫星“泰坦”的两倍以上，绕土星一圈要花793个地球日。而且它轨道倾斜了15度，跟大多数土星卫星不同。这种远离赤道平面的轨道，可能是它起源或早期迁移历史的线索，也许它根本不是和土星其他卫星一起形成的。
土卫八的“阴阳脸”
土卫八最吸引人的地方还是它的表面。它的前进半球（轨道上“迎风面”）极其黑暗，被叫做“卡西尼区”，覆盖了40%的表面，反照率只有0.03到0.05，黑得像沥青或煤渣，几乎把光全吸收了。而它的后向半球和南北两极，却亮得像新雪，反照率达到0.5甚至0.6，这是目前太阳系中已知最强烈的“半球明暗差异”。在赤道附近，明暗交界锐利得像拿笔画出来的一样，在高纬度边界就比较模糊，亮面上有黑点、暗面上有亮斑，看起来像雪地上的泥点或泥泞中的雪团。卡西尼号拍下的图像，把这种“阴阳脸”展现得淋漓尽致。
“阴阳脸”形成之谜
那为什么土卫八会有这么夸张的“黑白脸”？一开始有人认为，可能是土卫八内部有低温火山，把黑色物质喷到表面。但后来卡西尼的雷达和影像数据显示，这些黑色物质只是一层薄薄的外壳，大多数地方只有几十厘米到一米厚，而陨石坑往往会挖穿这层黑壳，露出底下明亮的冰层。这说明黑色物质不是从内部冒出来的，而是从外面落上去的。
1982年的一篇研究，对这片黑暗区域进行光谱分析，发现它的成分和1969年掉到地球的“默奇森陨石”非常相似，富含碳质。这些黑尘最有嫌疑来自土星的外圈卫星菲比（Phoebe）和其他逆行小卫星。这些黑暗的卫星绕土星反方向转动，受到撞击时会扬起大量黑色尘埃。这些尘埃会在太阳光的推动下，慢慢向土星内侧飘移，形成一圈逆行的尘埃带。而土卫八正好顺着方向绕土星转，就像开车迎头撞进一群飞虫，它的前向半球直接“迎头吃灰”，后半面则几乎没被波及。
但尘埃堆积只是“第一步”，要让它变得这么黑，还得靠“升华”。黑色物质吸热能力强，使得这块区域表面温度稍微高一点，而哪怕只是几度的变化，也足以让水冰升华从固体直接变成气体。土卫八自转很慢，一天等于79个地球日，这就给了水冰充足的时间升华。因为土卫八几乎没有大气层，升华出来的水蒸气不会被空气“拦住”或扩散在周围，而是直接以抛物线轨迹飞出去，就像子弹一样，从一个地方“跳”到另一个地方，比如南北两极或明亮的后半球。这就造成一个正反馈机制，暗区升温更快、冰升华得更快、变得更黑，亮区温度更低、水汽凝结更多、变得更白。经过上百万、甚至上亿年，这种机制就把土卫八打造成如今这副极致对比的模样。
赤道山脊之谜
土卫八的神奇不仅是它的“阴阳脸”，还有它那条让人摸不着头脑的赤道山脊。旅行者2号最早模糊地拍到过这条山脊，卡西尼号的高清图像彻底证实了它的存在。这条山脊就像是一堵沿着赤道修建的“冰墙”，长达1600公里，底部宽约200公里，高度最高达20公里，比珠穆朗玛峰还高很多！更神奇的是，它几乎完美地沿着赤道延展，在暗面“卡西尼区”最为明显。旅行者号曾在亮面那边也看到过一些赤道山脉，可能就是这条山脊的延伸，这让土卫八整体看起来更像一个“核桃”。
那这么巨大的结构怎么形成的？有一种说法认为，这条山脊可能是土卫八早期快速自转的“遗迹”。那时候它自转很快，离心力把赤道“鼓”了起来。后来随着它冷却变硬，再加上潮汐锁定导致转速变慢，支撑力没了，物质就往赤道方向塌陷堆积，形成了这条山脊。
还有一种理论猜测，可能是它早期有一个环，或者有一颗绕它转的小月亮，后来这些东西在重力作用下坍塌，落到赤道一圈堆成了山。不过这些理论都还存在很多争议，像地壳运动、内部热流、巨型撞击这些解释都不太说得通，特别是它们都很难解释为啥这个现象就只发生在赤道上。
卡西尼号的图像显示，这条山脊已经非常古老、布满撞击坑，一些地方甚至还有滑坡、坍塌的痕迹。可以肯定的是这条山脊是土卫八早期历史中形成的，也许在太阳系刚诞生的前几亿年就已经存在。
未解之谜与未来展望
我们现在对土卫八了解得比以前多了不少，但仍远远不够。卡西尼号让我们真正见识到它那诡异的外表，也支持了“外来尘埃+冰升华”的解释模型，还帮我们精确测量了它的形状、重力场和表面组成。没有卡西尼，我们或许还把它当成一个时隐时现的小亮点。
但即使到今天，土卫八依然留下许多谜团：它的山脊到底怎么来的？那些黑色物质真正的成分是什么？我们真的还不知道。而目前，也没有任何探测任务计划去访问这颗神秘的月亮，甚至连绕它飞一圈都没安排，所以说它仍然活在黑暗中。