Цивилизация
Множество необычных отверстий и воронок — новое удивительное открытие, сделанное учеными при помощи снимков, полученных европейской миссией «Розетта» с кометы Чурюмова — Герасименко. Научный зонд прибыл на комету в августе прошлого года и в ноябре высадил на ее поверхность посадочный зонд «Филы». С тех пор ученые успели порадовать общественность не только завораживающими снимками кометных рельефов, но и серьезными научными открытиями.
Так, было доказано, что вода кометы по изотопному составу отличается от земной, а на ее поверхности были описаны необычные разломы и трещины, а также странные шишки, названные гусиной кожей. Кроме того, ученые доказали, что у кометы нет своего магнитного поля, и даже нашли готовый вот-вот сорваться в пропасть камень.
Нынешняя статья, опубликованная в журнале Nature, посвящена необычным ямам на поверхности кометы, на которые ученые обратили внимание сразу после прибытия зонда на комету.
Детальное изучение фотографий показало, что эти ямы являются настоящими воронками, которые образуются при сублимации льда под поверхностью кометы.
Сублимацией называют переход вещества из твердого в газообразное состояние минуя жидкую фазу. Ученым впервые удалось взглянуть на комету не просто как на шар изо льда и пыли, а как на сложный объект, имеющий собственные циклы, связанные с обращением вокруг Солнца. Они впервые описали, что происходит с кометой c течением времени. «Эти странные круглые дырки настолько же глубоки, насколько широки. «Розетта» может заглядывать прямо в них», — рассказал соавтор работы Деннис Боудвитс из Университета Мэриленда.
По его словам, диаметр этих отверстий может составлять от десятков до нескольких сотен метров.
«Мы считаем, что на самом деле это воронки», — добавил он. Подобные воронки возникают на Земле, когда эрозия удаляет большие объемы вещества под поверхностью, создавая каверны. В какой-то момент своды каверны рушатся, и остается воронка.
Проанализировав снимки с камеры OSIRIS, ученые выделили два основных типа воронок: глубокие с отвесными стенами и мелкие, похожие на найденные ранее на других кометах.
Глубоких цилиндрических воронок диаметром 200 и глубиной порядка 180 метров на комете насчитали 18 штук. Радиоизмерения кометы показали, что средняя плотность ядра составляет порядка 470 кг/кубометр, что в два раза меньше плотности льда. При этом анализатор газа и пыли показал, что силикаты и органика, а не лед, составляют до 80% массы кометы.
В свою очередь это означает, что 75–85% ядра кометы представляет собой пустоту!
Оказалось, что струи газа и пыли вырываются со стен глубоких воронок, а в мелких ямах такого не происходит. Изначально ученые считали, что глубокие воронки образуются во время отдельных выбросов вещества. Один из таких выбросов наблюдался 14 апреля 2014 года по мере приближения зонда к комете. Наблюдение за выбросом помогло определить, сколько вещества выбрасывается за одно такое событие, — оказалось, что одни только выбросы не могут объяснить происхождение воронок.
«Тогда была выброшена огромная масса вещества — порядка 100 тонн, но это мало по сравнению с размером кометы и может объяснить возникновение ямы диаметром лишь в пару метров, — говорит Боудвитс. — Отверстия, которые мы видим, куда больше. Похоже, что выбросы не управляют процессами, а являются их последствиями».
На основе наблюдений ученые предложили модель образования таких воронок. Тепло кометы заставляет сублимироваться подповерхностные льды, состоящие преимущественно из водяного льда, моноксида и диоксида углерода, образуя поры. Поры растут до тех пор, пока своды не обрушиваются под собственным весом, образуя круглые воронки. Обрушение обнажает «свежий» лед, что заставляет его быстро сублимироваться, поэтому, похоже, более глубокие воронки являются более молодыми. «В некотором роде эти глубокие воронки напоминают мне кратеры, найденные на комете 9P/Темпеля миссией Deep Impact, — говорит Майкл А'Хирн, соавтор исследования. — Процесс совершенно другой, но они оба позволяют глубже изучить комету».