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Metallic Iron and Iron Oxide as an Explanation for the Dark Material Observed on Saturn's Icy Satellites and Rings with Cassini VIMS

Clark, R. N. und Cruikshank, D. P. und Jaumann, Ralf und Brown, Robert H. und Dalle Ore, C. und Stephan, K. und Hoefen, T.M. und Curchin, J. und Buratti, B.J. und Filacchione, G. und Baines, K. H. und Nicholson, P. D. (2010) Metallic Iron and Iron Oxide as an Explanation for the Dark Material Observed on Saturn's Icy Satellites and Rings with Cassini VIMS. In: AAS (Vol. 42). DPS-Meeting, 2010-10-03 - 2010-10-08, Pasadena, USA.

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Kurzfassung

The Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) on Cassini has obtained spatially resolved spectra on satellites of Saturn. The Cassini Rev 49 Iapetus fly-by on September 10, 2007, provided data on both the dark material and the transition zone between the dark material and the visually bright ice. The dark material has low albedo with a linear increase in reflectance with wavelength, 3-micron water, and CO2 absorptions. The transition between bright and dark regions shows mixing with unusual optical properties including increased blue scattering and increasing strength of a UV absorber in areas with stronger ice absorptions. Similar spectral effects are observed on other Saturnian satellites and in the rings. We have been unable to match these spectral properties and trends using tholins and carbon compounds. However, the dark material is spectrally matched by fine-grained metallic iron plus nano-phase hematite and adsorbed water which contribute UV and 3-micron absorption, respectively. The blue scattering peak and UV absorption can be explained by Rayleigh scattering from sub-micron particles with a UV absorption, or a combination of Rayleigh scattering and Rayleigh absorption as has been attributed to spectral properties of the Moon. A new radiative transfer model that includes Rayleigh scattering and Rayleigh absorption has been constructed. Models of ice, sub-micron metallic iron, hydrated iron oxide, and trace CO2 explain the observed spectra. Rayleigh absorption requires high absorption coefficient nano-sized particles, which is also consistent with metallic iron. The UV absorber appears to have increased strength on satellite surfaces close to Saturn, with a corresponding decrease in metallic iron signature. A possible explanation is that the iron is oxidized closer to Saturn by oxygen in the extended atmosphere of Saturn's rings, or the dark material is simply covered by clean fine-grained ice particles, for example, from the E-ring. --------------------------------------------------------------------------------

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/73063/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (NICHT SPEZIFIZIERT)
Titel:Metallic Iron and Iron Oxide as an Explanation for the Dark Material Observed on Saturn's Icy Satellites and Rings with Cassini VIMS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Clark, R. N.US Geological Survey, Denver, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cruikshank, D. P.NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jaumann, Ralfralf.jaumann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brown, Robert H.Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona, Tucson, AZ, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dalle Ore, C.NASA AmesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stephan, K. katrin.stephan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hoefen, T.M.US Geological Survey, Denver, CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Curchin, J.US Geological SurveyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buratti, B.J.Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Filacchione, G.INAF-IASF, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baines, K. H.Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nicholson, P. D.Department of Astronomy, Cornell University, Ithaca, NY, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2010
Erschienen in:AAS
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cassini, Saturn, VIMS
Veranstaltungstitel:DPS-Meeting
Veranstaltungsort:Pasadena, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 Oktober 2010
Veranstaltungsende:8 Oktober 2010
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben CASSINI (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Hinterlegt von: Stephan, Dr.rer.nat. Katrin
Hinterlegt am:19 Dez 2011 09:25
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:38

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