Ett vetenskapligt instrument från NASA som flyger ombord på Europeiska rymdorganisationens (ESA) Rosetta rymdskepp har gjort en mycket överraskande upptäckt - nämligen att den molekylära uppdelningsmekanismen för ”vatten- och koldioxidmolekyler som sprider från kometens yta” in i atmosfären i kometen 67P / Churyumov- Gerasimenko orsakas av "elektroner nära ytan."
De överraskande resultaten i samband med utsläppet från komet koma kom från mätningar som samlats in av sonderna som NASA finansierade Alice-instrumentet och får forskare att helt tänka igenom vad vi vet om de vandrande kropparna, enligt instrumentets vetenskapsteam.
"Upptäckten som vi rapporterar är ganska oväntad," sade Alan Stern, huvudutredare för Alice-instrumentet vid Southwest Research Institute (SwRI) i Boulder, Colorado, i ett uttalande.
”Det visar oss värdet av att gå till kometer för att observera dem på nära håll, eftersom denna upptäckt helt enkelt inte kunde ha gjorts från jorden eller jordbanan med något befintligt eller planerat observatorium. Och det är en grundläggande omvandling av vår kunskap om kometer. ”
Ett papper som rapporterar Alice-resultaten har godkänts för publicering av tidskriften Astronomy and Astrophysics, enligt uttalanden från NASA och ESA.
Alice är en spektrograf som fokuserar på att avkänna det långt ultravioletta våglängdsbandet och är det första instrumentet i sitt slag som fungerar vid en komet.
Fram till nu hade man tänkt att fotoner från solen var ansvariga för att orsaka molekylär uppdelning, säger teamet.
Koldioxid och vatten frigörs från kärnan och excitationsuppdelningen inträffar knappt en mil över kometens kärna.
"Analys av de relativa intensiteterna av observerade atomutsläpp tillät Alice vetenskapsteamet att bestämma instrumentet och observerade direkt" moder "-molekylerna av vatten och koldioxid som bryts upp av elektroner i omedelbar närhet, cirka sex tiondelar av en mil (en kilometer) från kometens kärna. ”
Excitationsmekanismen är detaljerad i bilden nedan.
"Den rumsliga variationen i utsläppen längs slitsen indikerar att excitationen inträffar inom några hundra meter från ytan och gas- och dammproduktionen är korrelerade," enligt tidskriften Astronomy och Astrophysics.
Uppgifterna visar att vatten- och CO2-molekylerna bryts upp via en tvåstegsprocess.
”Först träffar en ultraviolett foton från solen en vattenmolekyl i kometens koma och joniserar den och slår ut en energisk elektron. Denna elektron träffar sedan en annan vattenmolekyl i komaen, delar den upp i två väteatomer och en syre, och aktiverar dem i processen. Dessa atomer avger sedan ultraviolett ljus som detekteras vid karakteristiska våglängder av Alice. ”
"På liknande sätt är det inverkan av en elektron med en koldioxidmolekyl som resulterar i dess uppdelning till atomer och de observerade koldioxidutsläppen."
Efter ett decennium långt jakt på över 6,4 miljarder kilometer, anlände ESA: s Rosetta-rymdskepp till den pockmarkerade Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko den 6 augusti 2014 för historiens första försök att kretsa en komet för långsiktig studie.
Sedan dess distribuerade Rosetta landningsfartyget Philae för att åstadkomma historiens första touchdown någonsin på en komets kärna. Det har också kretsat runt kometen i över 10 månader med nära observationer och kommer ibland till så nära som 8 kilometer. Den är utrustad med en svit 11 instrument för att analysera varje aspekt av kometens natur och miljö.
Comet 67P blir fortfarande mer och mer aktiv när den går i närhet och närmare solen under de kommande två månaderna. Paret når perihelion den 13 augusti 2015 på ett avstånd av 186 miljoner km från solen, mellan jorden och Mars.
Alice arbetar genom att undersöka ljus som släpps ut från kometen för att förstå kemi i kometens atmosfär, eller koma och bestämma den kemiska sammansättningen med den ultraviolett spektrografen.
Enligt mätningarna från Alice kommer vattnet och koldioxiden i kometens atmosfäriska koma från plummar som bryter ut från ytan.
"Det liknar de som Hubble Space Telescope upptäckte på Jupiters måne Europa, med undantag för att elektronerna vid kometen produceras av solstrålning, medan elektronerna i Europa kommer från Jupiters magnetosfär," sa Paul Feldman, en Alice co -utredare från Johns Hopkins University i Baltimore, Maryland, i ett uttalande.
Andra instrument ombord på Rosetta inklusive MIRO, ROSINA och VIRTIS, som studerar relativa mängder av komakomponenter, bekräftar Alice-resultaten.
"Dessa tidiga resultat från Alice visar hur viktigt det är att studera en komet på olika våglängder och med olika tekniker för att undersöka olika aspekter av kometmiljön", säger ESA: s Rosetta-projektforskare Matt Taylor, i ett uttalande.
”Vi tittar aktivt på hur kometen utvecklas när den rör sig närmare solen längs sin bana mot perihelion i augusti, ser hur plommorna blir mer aktiva på grund av solvärme och studerar effekterna av kometens interaktion med solvinden. ”
Håll ögonen öppna här för Kens fortsatta jord- och planetvetenskap och mänskliga rymdflödesnyheter.
