Цивилизация
Масштабные выбросы газа и пыли, которые происходят на кометах по мере их движения близко к Солнцу, не всегда связаны только с нагревом их поверхности его лучами. Порой причиной могут быть внутренние источники, пришли к выводу ученые, проанализировав в деталях сильный выброс, случившийся на комете Чурюмова-Герасименко в прошлом году.
Несмотря на то, что миссия Rosetta, изучавшая эту комету, окончилась более года назад, с 2014 года ученым удалось собрать огромный объем данных, потому научные открытия на их основе продолжают публиковаться в научных журналах.
Сделать очередное открытие позволил анализ выброса, который произошел на комете летом 2016 года, незадолго до завершения работы миссии. Во время восхода Солнца над областью Имхотеп 3 июля 2016 года в этом месте произошел мощный выброс вещества в космическое пространство, а сам орбитальный аппарат Rosetta в этот момент как раз совершал очередной виток над этой областью.
Это позволило аппарату буквально нырнуть в поднявшееся над кометой облако и исследовать его состав, а научные камеры в этот момент смотрели точно в место выброса.
В итоге место и состав выброса ученые смогли проанализировать сразу пятью научными приборами. «Это была невообразимая удача. Обычно такое невозможно спланировать», — пояснила Джессика Агарвал из Института исследования Солнечной системы. Дело в том, что такие короткие выбросы происходят «без предупреждения». Поэтому большинство подобных событий ранее удавалось наблюдать лишь издалека. А в тех случаях, когда Rosetta случайно пролетала сквозь выбросы, отсутствовали снимки точек поверхности, из которых они били.
«На основе детальных измерений, сделанных 3 июля 2016 года, мы смогли реконструировать процесс и характеристики выброса так подробно, как никогда ранее нам не удавалось», — пояснила астроном.
Два находившихся на борту прибора GIADA (Grain Impact Analyzer and Dust Accumulator) и COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer)
смогли поймать отдельные частицы пыли из выброса и определить их скорости, размеры и среднюю плотность.
Данные, собранные анализатором COSIMA, показали, что частицы из выброса менее прочны, чем любой другой материал кометы.
«Уникальность выброса 3 июля в том, что у нас были снимки нужного участка поверхности с высоким разрешением», — заявил Хольгер Сиркс, руководитель команды прибора OSIRIS. Исследователи смогли детально рассмотреть область диаметром десять метров вокруг места выброса на поверхности кометы.
Как показал анализ данных, эта область содержала замерзшую воду.
Принято считать, что причиной аналогичных выбросов являются летучие вещества, которые находятся на комете в твердом состоянии, а по мере нагрева возгоняются до газообразного, минуя жидкую фазу, и образуют яркие выбросы. Часто такое наблюдается вскоре после рассвета.
Однако наблюдения за этим выбросом подсказали другое объяснение. Оказалось, что мощность выброса оказалась куда больше, чем предполагали модели — 18 кг пыли в секунду, то есть он оказался более «пыльным», чем по расчетам ученых. «Тут должен быть еще один энергетический процесс — энергия должна высвобождаться из-под поверхности, чтобы толкать выброс», — пояснила Агарвал.
По ее мнению, под поверхностью кометы могут находиться скрытые полости, заполненные сжатым газом.
По мере восхода Солнца излучение начинает нагревать верхние слои, в них образуются трещины, и газ высвобождается наружу. Другая возможная причина — водяной лед, который, возможно встречается в аморфном виде под поверхностью кометы. В отличие от кристаллической, привычной нам формы, молекулы в этом типе льда не уложены слоями, а расположены хаотично. Поскольку кристаллическая форма льда энергетически более выгодна, при переходе в нее аморфная форма льда способна выделять энергию.
Узнать, каковы истинные причины подобных выбросов, ученым должны помочь моделирование и дальнейшие вычисления. Исследование опубликовано в журнале MNRAS