Bien que la lune de Saturne, Japet ait été découverte pour la première fois en 1671 par Giovanni Cassini, son comportement était extrêmement étrange. Ce n'est qu'en 1705 que Cassini a finalement observé Iapetus du côté oriental, mais il a fallu un meilleur télescope parce que le côté que Iapetus a présenté quand à l'est était deux magnitudes plus sombres. Cassini a supposé que cela était dû à un hémisphère clair, présenté lorsque Japet était à l'ouest, et un sombre, visible quand il était à l'est en raison du blocage des marées.
Avec les progrès des télescopes, la raison de cette fracture sombre a fait l'objet de nombreuses recherches. Les premières explications sont venues dans les années 1970 et un article récent résume le travail accompli jusqu'à présent sur ce satellite fascinant ainsi que son extension au contexte plus large de certaines autres lunes de Saturne.
Le fondement du modèle actuel de présentation inégale d'Iapetus a été proposé pour la première fois par Steven Soter, l'un des co-auteurs de Carl Sagans Cosmos séries. Lors d’un colloque de l’Union astronomique internationale, Soter a proposé que le bombardement par micrométéorite d’une autre lune de Saturne, Pheobe, dérive vers l’intérieur et soit récupéré par Iapetus. Comme Iapetus garde un côté face à Saturne à tout moment, cela lui donnerait de la même manière un bord d'attaque qui ramasserait préférentiellement les particules de poussière. L'un des grands succès de cette théorie est que le centre de la région sombre, connue sous le nom de Cassini Regio, est situé directement le long de la trajectoire du mouvement. De plus, en 2009, les astronomes ont découvert un nouvel anneau autour de Saturne, suivant l'orbite rétrograde de Phoebe, bien que légèrement à l'intérieur de la lune, ajoutant au soupçon que les particules de poussière devraient dériver vers l'intérieur, en raison de l'effet Poynting-Robertson.
En 2010, une équipe d’astronomes examinant les images de la mission Cassini a noté que la coloration avait des propriétés qui ne correspondaient pas tout à fait à la théorie de Soter. Si le dépôt de poussière était la fin de l'histoire, on s'attendait à ce que la transition entre la région sombre et la lumière soit très progressive, car l'angle sous lequel ils heurteraient la surface s'allongerait, répandant la poussière entrante. Cependant, la mission Cassini a révélé que les transitions étaient soudainement brusques. De plus, les pôles d'Iapetus étaient également brillants et si l'accumulation de poussière était aussi simple que Soter l'avait suggéré, ils devraient également être quelque peu enduits. De plus, l'imagerie spectrale du Cassini Regio a révélé que son spectre était sensiblement différent de celui de Phoebe. Un autre problème potentiel était que la surface sombre dépassait de plus de dix degrés le côté avant.
Des explications révisées étaient rapidement disponibles. L'équipe de Cassini a suggéré que la transition abrupte était due à un effet de chauffage galopant. À mesure que la poussière sombre s'accumulait, elle absorbait plus de lumière, la convertissait en chaleur et aidait à sublimer davantage la glace brillante. À son tour, cela réduirait la luminosité globale, augmentant à nouveau le chauffage, etc. Étant donné que cet effet a amplifié la coloration, il pourrait expliquer la transition la plus abrupte de la même manière que l'ajustement du contraste sur une image accentuera les transitions progressives entre les couleurs. Cette explication a également prédit que la glace sublimée pourrait voyager autour de l'autre côté de la lune, geler et améliorer la luminosité des autres côtés ainsi que des pôles.
Pour expliquer les différences spectrales, les astronomes ont proposé que Phoebe ne soit pas le seul contributeur. Dans le système de satellites de Saturne, il y a plus de trois douzaines de satellites irréguliers avec des surfaces sombres qui pourraient également potentiellement contribuer à altérer la composition chimique. Mais alors que cela ressemblait à une solution simple et tentante, la confirmation nécessiterait une enquête plus approfondie. La nouvelle étude, dirigée par Daniel Tamayo à l'Université Cornell, a analysé l'efficacité avec laquelle diverses autres lunes pourraient produire de la poussière ainsi que la probabilité avec laquelle Iapetus pourrait l'enlever. Fait intéressant, leurs résultats ont montré que Ymir, à peine 18 km de diamètre, "devrait être à peu près aussi important contributeur de poussière à Japet que Phoebe". Bien qu'aucune des autres lunes, indépendamment, ne semblait être aussi forte de sources de poussière, la somme des poussières provenant des lunes sombres et irrégulières restantes était au moins aussi importante que Ymir ou Phoebe. En tant que telle, cette explication de la déviation spectrale est bien fondée.
La dernière difficulté, celle de répandre la poussière devant la face principale de la lune, est également expliquée dans le nouveau document. L'équipe propose que les excentricités dans l'orbite de la poussière lui permettent de frapper la lune à des angles étranges, hors de l'hémisphère principal. De telles excentricités pourraient être facilement produites par le rayonnement solaire, même si l'orbite du corps d'origine n'était pas excentrique. L'équipe a soigneusement analysé ces effets et a produit des modèles capables de faire correspondre la distribution de poussière au-delà du bord d'attaque.
La combinaison de ces révisions semble garantir la prémisse de base de Soter. Un autre test serait de voir si d'autres grands satellites comme Iapetus ont également montré des signes de dépôt de poussière, même s'ils ne sont pas divisés de manière si nette car la plupart des autres lunes n'ont pas l'orbite synchrone. En effet, la lune Hyperion s'est avérée avoir des régions plus sombres se regroupant dans ses cratères lorsque Cassini en avait peu en 2007. Ces régions sombres ont également révélé des spectres similaires à ceux de Cassini Regio. La plus grande lune de Saturne, Titan est également verrouillée par les marées et devrait balayer les particules sur son bord d'attaque, mais en raison de son atmosphère épaisse, la poussière se propagerait probablement sur toute la lune. Bien que difficiles à confirmer, certaines études ont suggéré que de telles poussières pourraient contribuer à l'atmosphère de Titan dans la brume.
