Продолжается анализ данных, собранных на комете 67Р/Чурюмова – Герасименко европейским космическим аппаратом Rosetta. В 2014–2016 гг., когда зонд сближался с ней, траектория 67Р проходила через внутренние области Солнечной системы, и комета проявляла заметную геологическую активность. На ней вырастали трещины, обрушивались скалы, перекатывались камни. Этой активности посвящена статья, опубликованная учеными из команды Rosetta в журнале Nature Astronomy, еще одна статья готовится к выходу в журнале Science.

Астрофизик из Падуанского университета Маурицио Пайола (Maurizio Pajola) и его коллеги рассказывают, как, приближаясь в своем движении к Солнцу, комета 67Р/Чурюмова – Герасименко испытывает все более сильное действие его излучения, бомбардируется быстрыми частицами и нагревается. Все это приводит к существенным изменениям на ее ледяной поверхности – изменениям, которые предполагались и прежде, но благодаря работе зонда Rosetta впервые наблюдались напрямую и в высоком разрешении.

©ESA/Rosetta

Комета 67Р/Чурюмова – Герасименко состоит из отдельных «слипшихся» пористых фрагментов, и большую часть ее объема составляет пустота. Сам ледяной материал ядра богат водным льдом, но содержит и массу других веществ, в том числе углекислый газ. Ядро состоит из двух частей размерами около 4х3х1 км и около 2,5х2,5х2 км, в его составе удалось обнаружить небольшие количества простых органических веществ, а также молекулярного кислорода.

По мере приближения к Солнцу часть ледяного материала возгоняется, переходя из твердой фазы сразу в газообразную и рассеиваясь в космическом вакууме. Это приводит к видимым перестройкам на поверхности кометы. В частности, камеры зонда Rosetta зафиксировали, как фрагмент весом порядка 130 тыс. тонн сместился по ядру примерно на 140 м, причем перед началом этого движения были отмечены выбросы вещества с поверхности близ этой скалы. И это лишь один пример из целой серии перемен, которые описывают ученые.

Кроме того, нагрев солнечной стороны 67Р ускорил и ее вращение. Это привело к усилению центробежных сил и еще более ускорило перемены на поверхности кометы. Так, под их действием еще в августе 2014 г. на перемычке, соединяющей две части ядра, образовалась трещина. К декабрю она вытянулась уже на 500 м и расширилась до 30 м, а летом 2016 г. параллельно ей появилась вторая трещина длиной до 300 м. По мнению ученых, комете 67Р осталось недолго, и через некоторое время она расколется на два обломка. Будем надеяться, что и этот момент удастся рассмотреть во всех деталях.

Источник

Статья в Nature

Закончен один из самых впечатляющих научных проектов последнего десятилетия. В последний день сентября в 13 часов 39 минут 10 секунд по московскому времени завершилась миссия космического аппарата «Розетта». Зонд столкнулся с ядром кометы 67P Чурюмова – Герасименко, которую он сопровождал более двух лет. Столкновение произошло на скорости 3,24 километра в час.

Зонд «Розетта» был назван в честь Розеттского камня, благодаря которому удалось расшифровать египетские иероглифы. Интересно, что комета Чурюмова – Герасименко стала целью «Розетты» в силу стечения обстоятельств. Изначально планировалось, что автоматический аппарат полетит к комете 46P Виртанена, а старт был назначен на 12 января 2003 года. Но из-за необходимости доработки двигателя ракеты-носителя запуск был отложен, и ученые выбрали новую цель, а «Розетта» стартовала с Земли 2 марта 2004 года.

В конце февраля 2007 года аппарат пролетел мимо Марса и передал на Землю снимки и данные о магнитном поле планеты. В конце того же года произошла неожиданная “сенсация”. Астрономы из США заметили находящийся в опасной близости от Земли новый астероид, получивший обозначение 2007 VN84. Но ученые быстро разобрались, определив, что на самом деле это «Розетта» продолжает намеченный путь. В августе 2008 года «Розетта» сделала снимки астероида 2867 Штейнс, а в 2010 году также на пролете изучила астероид 21 Люция. С июля 2011 года по январь 2014 года аппарат двигался по орбите в спящем режиме. Необходимые маневры по коррекции траектории были совершены, и нужно было ждать, пока он приблизится к комете.

20 января 2014 года от команды внутреннего таймера «Розетта» пробудилась и вновь вышла на связь с Землей. Датчики ориентации уточнили по звездам положение аппарата, и его траектория была откорректирована. Летом «Розетта» начала передавать первые изображения кометы Чурюмова – Герасименко, с каждым разом все более подробные. В августе «Розетта» стабилизировала свою скорость так, чтобы находиться на постоянном расстоянии от кометы.

12 ноября 2014 года от «Розетты» отделился модуль «Филы» (Philae), задачей которого была мягкая посадка на кометное ядро. Посадочный модуль был назван в честь острова Филы на Ниле, где был найден обелиск, тоже помогавший в расшифровке египетских иероглифов. После семичасового пути модель «Филы» впервые в истории космических исследований человечества сел на комету. К сожалению, он не сумел закрепиться на поверхности кометы при помощи специальных гарпунов и дважды отскакивал от нее. В результате модуль оказался не в запланированном районе посадки, а в тени скалы, где его солнечные батареи не получали достаточно энергии. Поэтому он проработал всего два с половиной дня, успев все-таки передать много ценных сведений о комете. Затем модуль отключился.

В частности, установленный на модуле инструмент COSAC, состоящий из газового хроматографа и масс-спектрометра, проанализировал химический состав газов, выделяющихся у поверхности кометного ядра. В их составе были обнаружены органические молекулы. Также успел поработать APXS – детектор альфа-частиц и рентгеновского излучения. С поверхности кометы был передан ряд фотоснимков, позволивших определить особенности рельефа ядра. Там обнаружились возвышенности высотой до 900 метров. Ученые, продолжая древнеегипетскую тематику названий Rosetta и Philae, дали участкам поверхности кометы имена египетских богов: Баст, Маат, Имхотеп, Атон и так далее.

«Розетта» продолжала следовать за кометой Чурюмова – Герасименко до 30 сентября этого года, передавая всё новую информацию. С постепенным удалением от Солнца количество энергии, получаемой солнечными батареями «Розетты» стало падать. Поэтому ученые решили предпринять последний спуск к комете для сбора данных и передачи их на Землю.

«Розетта» и «Филы» заставили астрономов пересмотреть многие представления о кометах и гипотезы развития Солнечной системы. В частности, если раньше предполагалось, что кометы возникали из сравнительно больших по размерам «зародышей» – так называемых кометозималей, имевших диаметр от нескольких метров до километра, то теперь исследователи, на основании наблюдений кометы Чурюмова – Герасименко, склоняются к тому, что кометы появлялись в результате слипания куда более мелких объектов, напоминающих гальку.

Немало удивила ученых форма ядра кометы Чурюмова – Герасименко, когда они увидели переданные «Розеттой» снимки. Оно было неправильной формы и имело вид двух соединенных частей. Одна часть имеет размеры 4,1×3,2×1,3 км, другая – 2,5×2,5×2,0 км. В публикациях Европейского космического агентства форму ядра сравнили с игрушечной резиновой уточкой.

Как возникла эта уточка? Образовалось ли ядро сразу и из-за эрозии постепенно приобрело такую форму или же уточка стала результатом слияние двух малых кометных ядер? Ученые обнаружили, что каждое из двух ядер кометы окружено особой ледяной оболочкой, которая отсутствует только в перемычке, соединяющей эти ядра. Поэтому и возникло предположение, что оба ядра сформировались независимо, а перемычка появилась после их столкновения. Вещество, испаряющееся с освещенных Солнцем областей кометы и конденсирующееся на теневых участках (разница между ними составляет около 50°C), помогло нарастить данную перемычку. К тому же удалось заметить, что слои льда вокруг двух ядер ориентированы по-разному, что тоже подтверждает предположение об их независимом появлении.

«Розетта» смогла опровергнуть давнее представление о том, что кометы – это «грязные снежки», то есть состоят в основном из льда с некоторой примесью пыли. Ядра кометы Чурюмова – Герасименко больше похожи на смёрзшуюся грязь, содержание пыли там значительно больше того, что ожидалось. И эта грязь непохожа на земную. Плотность вещества кометы очень низка, около 70 % ее объема приходится на пустоты, некоторые из которых заполнены органическими веществами. Пожалуй, наиболее точным будет сравнение кометного ядра с губкой.

Весит ядро около десяти миллиардов тонн. Под действием солнечных лучей лед испаряется, освобождая пылевые частицы. Некоторые из них, как показал проведенный «Розеттой» анализ, состоят из плотных минералов, сформировавшихся во внутренней части Солнечной системы. Также зарегистрированы частицы, которые не удалось измерить. Их плотность меньше плотности земного воздуха, на 99,95 % они состоят из пустоты. Но ученые установили, что эти «пушинки» составляют не менее 15 % объема кометного ядра.

Одну «пушинку» исследовали при помощи атомно-силового микроскопа высокого разрешения. Как оказалось, эта частица имеет фрактальное строение. Возможно, «пушинки» играют важную роль в образовании комет, помогая слипаться отдельным более крупным фрагментам.

Присланных «Розеттой» данных ученым хватит еще на годы работы. К тому же команды, анализировавшие информацию с отдельных приборов, пока не связывали свои выводы с данными, которые получали их коллеги на других приборах. Теперь настала пора рассмотреть добытые сведения в совокупности, что наверняка вызовет появление новых гипотез. Так что, не смотря на гибель «Розетты», нам предстоит узнать еще немало нового.