Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 18.11.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Миссия "Розетта": на комете Чурюмова-Герасименко обнаружены обнажения водяного льда

Миссия «Розетта»: на комете Чурюмова-Герасименко обнаружены обнажения водяного льда
shortstoryf

Наблюдения, которые были проведены сразу после того, как аппарат «Розетта» вышел на орбиту кометы Чурюмова — Герасименко в 2014 году, категорически указали на присутствие водяного льда на её поверхности. И хотя водяной пар является главным и доминирующим газом, который выбрасывается из этой кометы, значительное количество льда, как полагают исследователи, расположилось под корой, а на поверхности очень мало признаков обнажений льда.

"Розетта" вода VIRTIS

На этой иллюстрации показана вся известная информация от спектрометра VIRTIS. Данные охватывают временной промежуток между сентябрём и ноябрём 2014 года. В рамках этого анализа была получена подтверждённая информация о присутствии водяного льда на комете Чурюмова-Герасименко. Места обнажения льда имеют протяжённость в несколько десятков метров, они показаны фотографиями от навигационной камеры и цветных изображений от VIRTIS. Нижний набор изображений слева показывает присутствие водяного льда. В центре показан спектральный анализ. Источник: Comet images: ESA/Rosetta/NavCam–CC BY–SA IGO 3.0; VIRTIS images and data: ESA/Rosetta/VIRTIS/INAF-IAPS, Rome/OBS DE PARIS-LESIA/DLR; G. Filacchione et al (2016)

И действительно, подробный анализ, проведённый инфракрасным инструментом VIRTIS, показал состав самого верхнего слоя кометы: прежде всего он состоит из тёмного, сухого материала, богатого элементами, участвующими в органических соединения, но с небольшими количествами водяного льда. В последнем своём исследовании, которое сосредоточилось на данных, полученных между сентябрём и ноябрём 2014 года, команда исследователей подтверждает, что две области диаметром в несколько десятков метров в регионе Имхотеп, которые в видимом свете выглядят как яркие участки, действительно содержат в себе большое количество воды в виде льда.

Эти обнажения льда связаны с определёнными утёсами и осколочными образованиями и существуют при средней температуре приблизительно -120 градусов Цельсия. В этих областях чистый водяной лёд, как выяснилось, занимал примерно пять процентов от всей выборки. Остальная площадь была занята тёмным, сухим материалом. А концентрацию льда в этих местах удалось определить при сравнении инфракрасных данных от VIRTIS с моделями, которые показывают то, как ледяные зёрна различных размеров должны были выглядеть на матрице камеры.

Результаты показали присутствие двух различных по физическим свойствам видов зёрен: одни зёрна имеют в диаметре несколько десятков микрометров, в то время как другие около двух миллиметров. Эти размеры очень сильно контрастируют с другими зёрнами льда, которые были найдены в регионе Хапи, имеющие в диаметре всего несколько микрометров. Регион Хапи находится в так называемой области «шеи» кометы Чурюмова-Герасименко.

«Различные виды зёрен льда на поверхности кометы говорят о том, что они сформировались при разных механизмах и в разные временные рамки», — Жанрико Филачионне, автор исследования, статья которого была опубликована в журнале Nature.

В регионе Хапи малые размеры ледяных зёрен связаны с очень тонким слоем льда, которые формируется исключительно в рамках ежедневного цикла. Этот цикл выражается в том, что за ночное время в области «шеи» успевает наморозиться только лишь небольшое количество льда.

«В отличие от региона Хапи, у льдов с увеличенными размерами зёрен, которые больше миллиметра, именно это мы видим в регионе Имхотеп, есть более сложная история формирования. Вероятнее всего, эти льды формировались значительно медленнее и в течение длительного времени, лишь изредка открываясь на поверхности в результате эрозии», — продолжает Филачионне.

Розетта лёд Имхотеп

Две области с обнажениями льда в области Имхотеп на комете Чурюмова-Герасименко. Источник: ESA/Rosetta/NavCam – CC BY-SA IGO 3.0

Принимая во внимание тот факт, что типичные размеры зёрен льда на поверхности для других комет составляет порядка нескольких микрометров, присутствие на поверхности кометы Чурюмова-Герасименко зёрен размером в миллиметр можно объяснить ростом вторичных ледяных кристаллов. Это может произойти путём соединения их друг с другом. Можно сказать, что эти зёрна «спекаются» вместе и таким образом уплотняются. По другой версии в возникновении таких больших ледяных частиц замешан процесс сублимации, при котором солнечное излучение разогревает поверхность и разогревает её дальше внутрь, вызывая испаренные погребённого под поверхностью льда. Из-за этого какая-то часть образующегося водяного пара может вылететь из ядра, но существенная фракция его повторно конденсирует опять под поверхностью. Эта идея подтверждается лабораторными экспериментами, в рамках которых моделировалось поведение льда при сублимации от нагревания солнечным светом. Эти тесты показали, что более 80% всего образовавшегося водяного пара не проникают сквозь пыль на поверхность, а повторно осаждаются ниже поверхности.

Дополнительная энергия, необходимая для процесса сублимации, может быть также получена в результате преобразований в структуре льда на молекулярном уровне. При низких температурах, которые и наблюдаются на кометах, аморфный лёд может измениться в кристаллический. А процесс этот сопровождается выделением энергии.

«Рост ледяных зёрен может привести к возникновению крупных концентраций льда в несколько метров толщиной в недрах кометы. Эти образования вполне могут затронуть крупномасштабную структуру, пористость и тепловые свойства ядра. Эти богатые льдом слои, которые мы видим близко к поверхности, могут быть следствием активной кометной деятельности и её эволюции, подразумевая, что глобальное иерархическое представление структуры не возникло последовательно в ранней истории формирования кометы», — Фабрицио Капаччони, научный руководитель команды прибора VIRTIS.

«Понимание того, какие особенности на комете Чурюмова-Герасименко сохранились со времени её образования, а какие были результатом последующей эволюции, является довольно сложной задачей. Но, именно ради этого мы и изучаем её так близко», — Мэтт Тейлор, координатор научной миссии «Розетта».

Теперь учёные анализируют данные, полученные у кометы, когда она подошла ближе к Солнцу в середине 2015 года.

По информации Европейского Космического Агентства.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google