Исследование, опубликованное в выпуске журнала Nature от 2 июля 2015 года, показывает, что поверхность 67P / Чурюмова-Герасименко изменчива и динамична, претерпевая быстрые структурные изменения по мере приближения к Солнцу. У комет есть свои жизненные циклы, а не просто шары из льда и пыли. Последние открытия — одни из первых, которые подробно показывают, как кометы меняются с течением времени.
"Эти странные круглые ямы настолько же глубоки, насколько и широки. Розетта может вглядываться прямо в них ", — сказал Деннис Бодевитс, научный сотрудник по астрономии в Университете Мэриленда, который является соавтором исследования.
Ямы большие, от десятков метров в диаметре до нескольких сотен метров в поперечнике.
«Мы предполагаем, что это воронки, образованные в результате обрушения поверхности, очень похожего на то, как воронки образуются здесь, на Земле», — добавил Бодевитс. Воронки возникают на Земле, когда подповерхностная эрозия удаляет большое количество материала под поверхностью, создавая каверну. В конце концов, потолок пещеры рухнет под собственным весом, оставив после себя провал. «Итак, у нас уже есть библиотека информации, которая поможет нам понять, как работает этот процесс, что позволяет нам использовать эти ямы для изучения того, что находится под поверхностью кометы», — сказал Бодевитс.
Бодевитс и его соавторы проанализировали изображения с узкоугольной камеры системы оптической, спектроскопической и инфракрасной визуализации Rosetta (OSIRIS), которая предназначена для изображения поверхности ядра кометы. Команда отметила два разных типа ям: глубокие с крутыми склонами и более мелкие ямы, которые больше напоминают ямы, наблюдаемые на других кометах, таких как 9P / Tempel 1 и 81P / Wild. Команда также заметила, что струи газа и пыли струятся по бокам глубоких ям с крутыми склонами — явление, которое они не наблюдали в более мелких ямах.
Первоначально команда Rosetta подозревала, что отдельные взрывоопасные события могут быть ответственны за создание более глубоких ям.
Розетта наблюдала одну такую вспышку при приближении к комете 30 апреля 2014 г. Уловка этого события в действии позволила команде количественно оценить, сколько материала было выброшено, и быстро стало очевидно, что цифры просто не складываются. Сами по себе взрывные взрывы не могли объяснить образование этих гигантских ям.
«Количество материала от вспышки было большим — около 100 000 килограммов — но это мало по сравнению с размером кометы и может объяснить только дыру в пару метров в диаметре», — пояснил Бодевитс. "Ямы, которые мы видим, намного больше. Кажется, что вспышки не являются движущей силой процесса, а являются одним из последствий."
Основываясь на наблюдениях Розетты, команда предложила модель образования этих воронок. Источник тепла под поверхностью кометы вызывает сублимацию льда (в первую очередь, воды, окиси углерода и углекислого газа). Пустоты, образовавшиеся в результате утраты этих кусков льда, в конечном итоге вырастают настолько большими, что их потолки обрушиваются под действием собственного веса, в результате чего образуются глубокие круглые ямы с крутыми сторонами, видимые на поверхности кометы 67P / Чурюмов-Герасименко.
В результате коллапса кометные льды впервые подвергаются воздействию солнечного света, что приводит к немедленной сублимации глыб льда. Следовательно, эти более глубокие ямы считаются относительно молодыми.
С другой стороны, их более мелкие аналоги, скорее всего, представляют собой более старые карстовые воронки с более эродированными боковыми стенками и дном, заполненными пылью и кусками льда.
«В некотором смысле эти глубокие воронки напоминают мне кратер, выкопанный на комете Темпель I миссией Deep Impact», — сказал Майкл А’Хирн, заслуженный профессор астрономии Университета штата Мэриленд и соавтор исследования. А’Хирн также был главным следователем в миссии Deep Impact, которая этим летом по совпадению отмечает десятилетнюю годовщину. "Процесс, конечно, совершенно другой, но оба позволяют нам достичь одной и той же цели — иметь возможность заглянуть вглубь кометы."
Европейское космическое агентство официально продлило миссию Rosetta 23 июня 2015 года, что означает, что космический корабль будет иметь возможность отслеживать комету 67P / Чурюмова-Герасименко в течение гораздо более длительного периода времени, когда она удаляется от Солнца. Комета достигнет перигелия или ближайшей точки к Солнцу 13 августа 2015 года. Продление расширяет миссию на девять месяцев, с запланированной даты окончания в декабре 2015 года по сентябрь 2016 года.
Дополнительное время наблюдения позволит команде увидеть, как поверхность кометы реагирует на уменьшение солнечной радиации.
Миссия Rosetta осуществляется Европейским космическим агентством, а национальные агентства финансируют приборную и научную деятельность.
Участие Мэрилендского университета в съемочной группе OSIRIS финансируется Лабораторией реактивного движения НАСА (контракт № 1267923) и профессором Гаусса из Академии наук Геттингена (Майклу А’Хирну). Содержание этой статьи не обязательно отражает взгляды этих организаций.
В исследовательской статье «Большие неоднородности в комете 67P, обнаруженные активными ямами в результате обрушения провала», Жан-Батист Винсент и др., была опубликована в номере журнала Nature от 2 июля 2015 г.