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Saturn’s icy satellites and rings investigated by Cassini–VIMS: III – Radial compositional variability

Filacchione, G. und Capaccioni, F. und Ciarniello, M. und Clark, R.N. und Cuzzi, J.N. und Nicholson, P.D. und Cruikshank, D.P. und Hedman, M.M. und Buratti, B.J. und Lunine, J.I. und Soderblom, L.A. und Tosi, F. und Cerroni, P. und Brown, R.H. und McCord, T.B. und Jaumann, R. und Stephan, K. und Baines, K.H. und Flamini, E. (2012) Saturn’s icy satellites and rings investigated by Cassini–VIMS: III – Radial compositional variability. Icarus: International Journal of Solar System Studies, 220 (2), Seiten 1064-1096. Elsevier. doi: 10.1016/j.icarus.2012.06.040.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103512002692

Kurzfassung

In the last few years Cassini–VIMS, the Visible and Infrared Mapping Spectrometer, returned to us a comprehensive view of the Saturn’s icy satellites and rings. After having analyzed the satellites’ spectral properties (Filacchione, G., Capaccioni, F., McCord, T.B., Coradini, A., Cerroni, P., Bellucci, G., Tosi, F., D’Aversa, E., Formisano, V., Brown, R.H., Baines, K.H., Bibring, J.P., Buratti, B.J., Clark, R.N., Combes, M., Cruikshank, D.P., Drossart, P., Jaumann, R., Langevin, Y., Matson, D.L., Mennella, V., Nelson, R.M., Nicholson, P.D., Sicardy, B., Sotin, C., Hansen, G., Hibbitts, K., Showalter, M., Newman, S. [2007]. Icarus 186, 259–290, paper I) and their distribution across the satellites’ hemispheres (Filacchione, G., Capaccioni, F., Clark, R.N., Cuzzi, J.N., Cruikshank, D.P., Coradini, A., Cerroni, P., Nicholson, P.D., McCord, T.B., Brown, R.H., Buratti, B.J., Tosi, F., Nelson, R.M., Jaumann, R., Stephan, K. [2010]. Icarus 206, 507–523, paper II), we proceed in this paper to investigate the radial variability of icy satellites (principal and minor) and main rings average spectral properties. This analysis is done by using 2264 disk-integrated observations of the satellites and a 12 × 700 pixels-wide rings radial mosaic acquired with a spatial resolution of about 125 km/pixel. Using different VIS and IR spectral indicators, e.g. spectral slopes and band depths, we perform a comparative analysis of these data aimed to measure the distribution of water ice and red contaminant materials across Saturn’s system. The average surface regolith grain sizes are estimated with different indicators through comparison with laboratory and synthetic spectra. These measurements highlight very striking differences in the population here analyzed, which vary from the almost uncontaminated and water ice-rich surfaces of Enceladus and Calypso to the metal/organic-rich and red surfaces of Iapetus’ leading hemisphere and Phoebe. Rings spectra appear more red than the icy satellites in the visible range but show more intense 1.5–2.0 μm band depths. Although their orbits are close to the F-ring, Prometheus and Pandora are different in surface composition: Prometheus in fact appears very water ice-rich but at the same time very red at VIS wavelengths. These properties make it very similar to A–B ring particles while Pandora is bluer. Moving outwards, we see the effects of E ring particles, generated by Enceladus plumes, which contaminate satellites surfaces from Mimas out to Rhea. We found some differences between Tethys lagrangian moons, Calypso being much more water ice-rich and bluer than Telesto. Among outer satellites (Hyperion, Iapetus and Phoebe) we observe a linear trend in both water ice decrease and in reddening, Hyperion being the reddest object of the population. The correlations among spectral slopes, band depths, visual albedo and phase permit us to cluster the saturnian population in different spectral classes which are detected not only among the principal satellites and rings but among co-orbital minor moons as well. These bodies are effectively the “connection” elements, both in term of composition and evolution, between the principal satellites and main rings. Finally, we have applied Hapke’s theory to retrieve the best spectral fits to Saturn’s inner regular satellites (from Mimas to Dione) using the same methodology applied previously for Rhea data discussed in Ciarniello et al. (Ciarniello, M., Capaccioni, F., Filacchione, G., Clark, R.N., Cruikshank, D.P., Cerroni, P., Coradini, A., Brown, R.H., Buratti, B.J., Tosi, F., Stephan, K. [2011]. Icarus 214, 541–555).

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Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Saturn’s icy satellites and rings investigated by Cassini–VIMS: III – Radial compositional variability
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Filacchione, G.INAF–IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Area di Ricerca di Tor Vergata, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capaccioni, F.INAF–IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Area di Ricerca di Tor Vergata, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciarniello, M.INAF–IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Area di Ricerca di Tor Vergata, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clark, R.N.US Geological Survey, Federal Center, Denver, CO 80228, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cuzzi, J.N.NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035-1000, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nicholson, P.D.Cornell University, Astronomy Department, 418 Space Sciences Building, Ithaca, NY 14853, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cruikshank, D.P.NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 94035-1000, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hedman, M.M.Cornell University, Astronomy Department, 418 Space Sciences Building, Ithaca, NY 14853, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buratti, B.J.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Groove Drive, Pasadena, CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lunine, J.I.Cornell University, Astronomy Department, 418 Space Sciences Building, Ithaca, NY 14853, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Soderblom, L.A.US Geological Survey, Flagstaff Station, 2255 N. Gemini Drive, Flagstaff, AZ 86001, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tosi, F.INAF–IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Area di Ricerca di Tor Vergata, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cerroni, P.INAF–IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Area di Ricerca di Tor Vergata, via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brown, R.H.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Groove Drive, Pasadena, CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
McCord, T.B.Bear Fight Center, 22 Fiddlers Rd., Winthrop, WA 98862, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jaumann, R.ralf.jaumann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stephan, K.katrin.stephan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baines, K.H.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 4800 Oak Groove Drive, Pasadena, CA 91109, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Flamini, E.ASI, Agenzia Spaziale Italiana, viale Liegi 26, 00198 Rome, Italy; Lunar and Planetary Laboratory and Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, AZ 85721, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2012
Erschienen in:Icarus: International Journal of Solar System Studies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:220
DOI:10.1016/j.icarus.2012.06.040
Seitenbereich:Seiten 1064-1096
Verlag:Elsevier
Status:veröffentlicht
Stichwörter: Saturn, Satellites; Saturn, Rings; Spectroscopy; Ices
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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
Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Hinterlegt von: Pieth, Susanne
Hinterlegt am:14 Jan 2013 07:55
Letzte Änderung:18 Jul 2014 00:20

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