Rosetta vidí měnící se tvář komety 67P

Vědci použili data z mise Rosetta k propojení výbuchů na Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko s dramatickými změnami povrchu.

„Rosetta selfie“, kterou v roce 2014 na palubě Philae vyrazil kometový infračervený viditelný analyzátor (CIVA), s pozadím Comet 67P.
ESA / Rosetta / Philae / CIVA

Jaké to je jezdit s kometou během bouřlivého průchodu poblíž Slunce? Obrázky z pozdní kosmické lodi Rosetta odhalily právě takový pohled a ukazují, jak se povrch Cometu 67P / Churyumov-Gerasimenko postupem času změnil.

Komety jsou notoricky známé pro náhlé výbuchy, když se blíží ke Slunci. Komety jsou známé i pro občasné fragmentace, když se přibližují k vnitřní sluneční soustavě. Přesný mechanismus takových výbuchů nebyl dosud pochopen. Sesuvy půdy byly často evokovány, i když nikdy nebyly svědky.

10. července 2015 dostali vědci šanci, když Rosettaova navigační kamera zachytila ​​na oblaku Comet 67P velký oblak. Poté, o pouhých pět dní později, Rosetta zahlédla čerstvý, jasně exponovaný výklenek v oblasti Seth komety podél 134 metrů vysokého útesu Aswan. Albedo (odrazivost) exponovaného materiálu bylo 40% (stejné jako suchý písek), oproti temnému 6% albedo pro starý, špinavý povrch sněhové koule komety.

Anatomie výbuchu komety: útes se zhroutí před a po a výbuch při pohledu z dálky. ESA / Rosetta / NavCam - CC BY-SA IGO 3.0; ESA / Rosetta / MPS pro tým OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Studie byla publikována minulý týden v Nature Astronomy a poskytuje nahlédnutí do prvního definitivního vztahu mezi výbuchem na kometě a změnou na jejím povrchu, v tomto případě rozpadající se tváří útesu Aswan. Nově odkrytá útesová tvář byla šestkrát jasnější než starší okolní materiál.

"Jedním z hlavních cílů Rosetta bylo prozkoumat, jak funguje aktivní objekt, jako je kometa, " říká Matt Taylor (ESA). „Pozorované změny v této pasáži perihelionu nepopisují erozi ve velkém měřítku. To naznačuje, že kometa měla aktivnější časy dříve. “

Anaglyfické 3D obrazy ukazující aswanskou skalní tvář se zhroutily před (vlevo) a po (vpravo) snímky byly pořízeny z různých orientací.
ESA / Rosetta / MPS pro tým OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA / M. Pajola

Tým také vizuálně spočítal počet zbývajících balvanů pozorovaných po pádu na dně útesu a odhadl, že asi 10 000 tun (pro srovnání, moderní torpédoborec amerického námořnictva váží asi 9 200 tun) materiálu sesuv půdy, s přibližně 100 tunami uvolněnými ve výsledném oblaku plynu a prachu.

Volatilní krajina

Dvourámový obrázek znázorňující zhroucení útesu Aswanu před a po, znázorňující jasně exponovaný materiál pod ním.
ESA / Rosetta / MPS pro tým OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA; F. Scholten a F. Preusker

Obzvláště zajímavé pro pozorovatele je dosah úlomků pozorovaných v sesuvu půdy v rozmezí od 3 do 10 metrů. To je v souladu s distribucí částic pozorovaných podél mimozemského povrchu Comet 67P.

Na povrchu komety se objevují denní variace, které vrcholí, protože se otáčí jednou za 12 hodin, ale v noci došlo ke kolapsu Aswanu. Je zřejmé, že si vědci brzy uvědomili, že hrají roli také sezónní výkyvy teploty. Tyto zlomeniny mohou proniknout daleko dolů do vrstev bohatých na těkavé látky, což podporuje kumulativní účinek, který oslabuje útesovou plochu. Také mějte na paměti, že povrchová gravitace komety je velmi slabá, což způsobí, že sesuv půdy je pomalým pohybem.

"Je obtížné korelovat výbuchy se zvláštními změnami, protože nemáme nepřetržité pokrytí komety a během mise jsme byli v různých vzdálenostech od jádra, " uznává Taylor. "Byli jsme však schopni extrapolovat výbuchy velkých měřítek na konkrétní regiony a vyvozovat závěr, že mezi nimi existuje vztah, dobrým příkladem je zhroucení útesu v Aswanu."

Výbuchy komet nejsou přirozené, ale nepředvídatelné. Viděli jsme výbuchy periodických komet, jako je 103 / P Hartley 2, navštívené misí EPOXI NASA (dříve Deep Impact) v roce 2010. Kometa 17P / Holmes poskytla poslední velký kometární výbuch amatérským astronomům v roce 2007 a v současnosti se rozjasňující kometa 41P / Tuttle-Giacobini-Kresák je historicky náchylný k tomu, že se blíží perihelionu příští týden 12. dubna. Zajímavé je, že nám radar Arecibo nedávno poskytl pohled na další dvoukomorovou kometu, podobnou Comet 67P, minulý měsíc: 45P / Honda-Mrkos-Pajdušáková, když prošla 0, 08 astronomických jednotek (AU) ze Země.

Rotační gif Comet 45P namalovaný radarem Arecibo, když létal Zemí. Všimněte si struktury s dvojitým lalokem, připomínající Comet 67P.
USRA

Liší se výbuchy periodických komet od prvních a dlouhodobých návštěvníků vnitřní sluneční soustavy? Bohužel to zůstává těžká otázka, kterou je třeba zodpovědět ze dvou důvodů: za prvé, dlouhodobé komety (ty s dobou delší než 200 let) se objevují s příliš malým předstihem k tomu, aby se mohla uskutečnit vesmírná mise. Za druhé, dlouhodobé komety vstupující do vnitřní sluneční soustavy jsou relativně rychlými hybateli, které vyžadují hodně energie, pokud jde o změny rychlosti (známé jako Delta V).

Tato studie je také skvělým příkladem toho, jak vědci pokračují v analýze údajů z Rosetta dlouho po jejím loňském zániku.

Příběh komety 67P. . . Pokračování příště

Mise Rosetta přinesla úžasnou vědeckou vědeckou práci, s údaji, která udržují vědce na planetě plné práce v nadcházejících letech. Rosetta byla schopna sledovat dlouhodobé změny, když se kometa přiblížila perihelionu 13. srpna 2015, a byla schopna charakterizovat její složení a interakci se slunečním větrem. Rosetta odhalila, že poměr deuteria k vodě na Comet 67P je výrazně odlišný od toho, co zde vidíme na Zemi. Toto zjištění je stávkou proti myšlence, že prapůvodní moře Země byla dodána hlavně kometami. Rosetta také zaznamenávala zrychlení rotace komety během perihelionu o 21 minut z 12, 4 na 12 hodin, pravděpodobně díky unikajícím plynům.

Změny pozorované na povrchu komety poskytují vědcům před a po „kouřící pistoli“ možnost vidět spouštěcí mechanismus pro kometární výbuch v akci.

Podobné změny, k nimž došlo v letech 2015 až 2016, ukazují pohyb odvážnějšího kamionu (se šipkami) v oblasti Anuket Comet 67P.
ESA / Rosetta / MPS pro tým OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

"Je obtížné předpovědět, co se objeví, ale když jsme ukončili provoz, většina týmů se zabývala pouze asi 5 až 10% svých dat." Říká Taylor. "Nyní se vědci soustřeďují na více dat a mohli se podívat na soubor dat o kometách jako na celek."

Přestože Rosetta 30. září 2016 ztichla, protože se zastavila na kometě 67P, tato studie ukazuje, že budeme těšit vědecké výsledky z plodů její práce pro nadcházející roky.