Комета 67P / C-G может быть крошечной, всего в 2,5 милях (4 км) в поперечнике, но ее разнообразные ландшафты и процессы, которые формируют их, поражают воображение. Сказать, что природа много упаковывает в маленькие пакеты, значит, ничего не сказать.
В недавно выпущенных изображениях, сделанных Розетты высокое разрешение OSIRISнаучная камераКомета почти кажется живой. Солнечный свет отбрасывает ледяные валуны, а осколки провалов выбрасывают гейзеры пыли в окружающую кому.
Согласно новому исследованию, только что опубликованному в журнале, более сотни пятен водяного льда диаметром около 6-15 футов (несколько метров) усеивают поверхность кометы. Астрономия и Астрофизика.Из предыдущих исследований и измерений мы знаем, что кометы богаты льдом. Когда они нагреваются солнцем, лед испаряется и уносит частицы пыли, которые образуют атмосферу комы или кому и придают ей размытый вид.
Не весь этот тонкий порошок покидает комету. Некоторые оседают на поверхность, покрывая лед и чернея ядро. Это объясняет, почему все кометы, которые мы видели вблизи, чернее угля, несмотря на то, что они сделаны из материала, яркого, как снег.
Ученые определили 120 областей на поверхности Комета 67Р / Чурюмов-Герасименко которые в десять раз ярче, чем средняя яркость поверхности. Некоторые из них представляют собой отдельные валуны, а другие образуют скопления ярких пятнышек. При взгляде в высоком разрешении многие кажутся валунами с обнаженными льдами на их поверхности; скопления часто встречаются у основания нависающих скал и, вероятно, попадают туда, когда обрушились стены скал, посылая лавину ледяных скал вниз и обнажая свежий лед, не покрытый темной пылью.
Более интригующим являются найденные здесь и там изолированные валуны, которые, похоже, не имеют отношения к окружающей местности. Ученые думают, что они прибыли в стиле Джорджа Джетсона, когда они были сброшены с поверхности кометы взрывным испарением льда, чтобы затем приземлиться в новом месте. Чрезвычайно низкая гравитация кометы делает это возможным. Позвольте этому образу мариноваться в вашем уме на мгновение.
Все мерцающие льдом валуны, замеченные до сих пор, были обнаружены в затененных областях, не подверженных воздействию солнечного света, и никаких изменений в их облике за месяц наблюдений не наблюдалось.
«Водяной лед является наиболее правдоподобным объяснением возникновения и свойств этих особенностей», - говорит Антуан Поммерол из Бернского университета и ведущий автор исследования.
Откуда мы знаем, что это водяной лед, а не CO2 или какой-либо другой вид льда? Легко. Когда наблюдения были сделаны, водяной лед испарялся со скоростью 1 мм в час солнечного освещения. В отличие от этого, окись углерода или лед углекислого газа, которые имеют гораздо более низкие точки замерзания, быстро сублимировались бы на солнце. Водяной лед испаряется гораздо медленнее по сравнению.
Лабораторные испытания с использованием льда, смешанного с различными минералами под воздействием искусственного солнечного света, показали, что сублимация заняла всего несколько часов, чтобы создать слой пыли толщиной всего несколько миллиметров. Но этого было достаточно, чтобы скрыть любые признаки льда. Они также обнаружили, что маленькие куски пыли иногда ломаются, обнажая свежий лед под ними.
«Слой темной пыли толщиной 1 мм достаточен для того, чтобы скрыть нижние слои от оптических приборов», - подтверждает Хольгер Сиркс, главный исследователь OSIRIS в Институте исследований солнечной системы имени Макса Планка.
Похоже, что поверхность кометы 67P в основном покрыта темной пылью с небольшими обнажениями свежего льда в результате изменений ландшафта, таких как осыпающиеся скалы и подбрасывание валунов из-за реактивной активности. Когда комета приближается к перигелию, часть льда подвергается воздействию солнечного света, в то время как могут появляться новые пятна. Вы, я и команда Rosetta не можем дождаться, чтобы увидеть изменения.
Вы никогда не задумывались, как комета получает свои самолеты? В другом новом исследовании, появившемся в научном журнале ПриродаГруппа исследователей сообщает, что в северном полушарии кометы было обнаружено 18 активных ям или провалов. Эти примерно круглые отверстия, кажется, являются источником элегантных струй, подобных тем, что показаны на фотографии выше. Ямы имеют размеры от 100 до 1000 футов (30-100 метров) в поперечнике с глубиной до 690 футов (210 метров). Впервые отдельные самолеты можно проследить до конкретных ям.
На специально обработанных фотографиях материал виден струящимся изнутри стен ямы, как снег, вырываемый снегоуборочной машиной. Невероятно!
«Мы видим струи, возникающие из разломанных участков стен внутри ям. Эти трещины означают, что летучие вещества, попавшие в ловушку под поверхностью, могут легче нагреваться и впоследствии улетать в космос », - сказал Жан-Батист Винсент из Института исследований солнечной системы имени Макса Планка, ведущий автор исследования.
Подобно тому, как на Земле образуются провалы в грунте, ученые полагают, что ямы образуются, когда потолок подповерхностной полости становится слишком тонким, чтобы выдержать его собственный вес. Если внизу ничего не удержать, он рушится, обнажая свежий лед, который быстро испаряется. Выходя из отверстия, он образует коллимированную струю пыли и газа.
Авторы статьи предлагают три способа формирования ям:
* Комета может содержать пустоты, которые были там с момента ее образования. Крах может быть спровоцирован испарением льда или сейсмическим сотрясением, когда валуны выбрасываются в другое место на кометной земле обратно на поверхность.
* Прямая сублимация карманов летучих (более легко испаряющихся) льдов, таких как углекислый газ и угарный газ, под поверхностью, так как солнечный свет согревает темную поверхностную пыль, передавая тепло внизу.
* Энергия, выделяемая водяным льдом, изменяет свое физическое состояние с аморфного на нормальную кристаллическую форму и стимулирует сублимацию окружающих более летучих диоксида углерода и окиси углерода.
Исследователи полагают, что они могут использовать внешний вид воронок для определения возраста различных частей поверхности кометы - чем больше ям в регионе, тем моложе и менее обработана поверхность. Они указывают на южное полушарие 67P / C-G, которое получает больше энергии от Солнца, чем север, и, по крайней мере, на данный момент, не имеет ямных структур.
Самые активные ямы имеют крутые стороны, в то время как наименьшие имеют смягченные контуры и заполнены пылью. Даже возможно, что частичный коллапс может быть причиной случайных вспышек, когда комета внезапно осветляется и расширяется, если смотреть с Земли. Розетта наблюдала именно такую вспышку в апреле этого года, И эти дыры действительно могут выбить пыль! Предполагается, что типичный полный провал ямы выпускает миллиард килограммов материала.
С Rosetta в хорошем здоровье и перигелий еще впереди, впереди великие дела. Может быть, мы станем свидетелями нового обвала провала, ледяной лавины или даже парящих валунов!
Источники: 1, 2
