Kometen 67P / C-G kan vara liten på bara 4 km över, men dess olika landskap och de processer som formar dem förvånar sig. Att säga att naturen packar mycket i små paket är en underdrift.
I nyligen släppta bilder tagna av Rosettas högupplöst OSIRISvetenskap kamera, verkar kometen nästan levande. Solljus glänsar av isiga stenblock och pannkakande sjunkande hål spränger gejsrar av damm in i det omgivande koma.
Mer än hundra lappar med vattenis cirka 6 till 15 fot över (några meter) prickar kometens yta enligt en ny studie som just publicerades i tidskriften Astronomi & astrofysik.Vi har känt från tidigare studier och mätningar att kometer är rika på is. När de värms upp av solen, förångas is och transporterar bort inbäddade dammpartiklar som bildar kometens atmosfär eller koma och ger den ett dimmigt utseende.
Inte allt det fina pulvret lämnar kometen. Vissa lägger sig tillbaka till ytan, täcker isen och svärker kärnan. Detta förklarar varför alla kometer som vi har sett på nära håll är svartare än kol trots att de är gjorda av material som är ljust som snö.
Forskare har identifierat 120 regioner på ytan av Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko som är upp till tio gånger ljusare än den genomsnittliga ytljusstyrkan. Vissa är enskilda stenblock, medan andra bildar kluster av ljusa fläckar. Sett i hög upplösning verkar många vara stenblock med exponering av is på ytorna; klustren finns ofta vid basen av överhängande klippor och kom troligen dit när klippväggarna kollapsade, skickade ett snöskal av isiga stenar nedför och utsatte färsk is som inte täcktes av mörkt damm.
Mer spännande är de isolerade stenblocken som finns här och där som verkar inte ha någon relation till den omgivande terrängen. Forskare tror att de anlände George Jetson-stil när de sprickades från kometens yta av den explosiva förångningen av is först för att senare landa på en ny plats. Kometens extremt låga tyngdkraft gör detta möjligt. Låt den bilden marinera i ditt sinne ett ögonblick.
Alla hittills sågade isblockblockar hittades i skuggade områden som inte exponerades för solljus, och inga förändringar observerades i deras utseende under en månads värde av observationer.
"Vattenis är den mest troliga förklaringen för förekomsten och egenskaperna hos dessa funktioner," säger Antoine Pommerol vid University of Bern och huvudförfattare till studien.
Hur vet vi att det är vattenis och inte CO2 eller någon annan form av is? Lätt. När observationerna gjordes skulle vattenisen ha förångats med en hastighet av 1 mm per timme med solbelysning. Däremot skulle kolmonoxid eller koldioxidis, som har mycket lägre fryspunkter, snabbt ha sublimerat i solljus. Vattenisen förångas mycket långsammare i jämförelse.
Laboratorietester med is blandat med olika mineraler under simulerat solljus avslöjade att det bara tog några timmars sublimering för att producera ett dammskikt som bara var några millimeter tjockt. Men det räckte för att dölja alla tecken på is. De fann också att små bitar av damm ibland skulle bryta bort för att exponera färsk is under.
"Ett 1 mm tjockt lager mörkt damm räcker för att dölja skikten nedan för optiska instrument", bekräftar Holger Sierks, OSIRIS huvudutredare vid Max Planck Institute for Solar System Research.
Då verkar det som om Comet 67P: s yta mestadels är täckt av mörkt damm med små exponeringar av färsk is till följd av förändringar i landskapet som smulande klippor och stenblockning från jetaktivitet. När kometen närmar sig perihelion kommer en del av den isen att utsättas för solljus medan nya fläckar kan dyka upp. Du, jag och Rosetta-teamet kan inte vänta på att se förändringarna.
Har du någonsin undrat hur en komet får sina jetflygplan? I en annan ny studie som visas i vetenskapliga tidskriften Naturrapporterar ett team av forskare att 18 aktiva gropar eller sjunkande hål har identifierats på kometens norra halvklot. Dessa ungefär cirkulära hål verkar vara källan till de eleganta strålarna som de som ses på bilden ovan. Groparna sträcker sig i storlek från cirka 100 till 1 000 fot (30-100 meter) över med djup upp till 690 fot (210 meter). För första gången någonsin kan enskilda jetflyt spåras tillbaka till specifika gropar.
I speciellt bearbetade foton kan material ses strömma från insidan av gropväggarna som snösprängning från en snöframställningsmaskin. Otrolig!
”Vi ser strålar som härrör från de sprickade områdena på väggarna inuti groparna. Dessa sprickor innebär att flyktiga ämnen fångade under ytan lättare kan värmas upp och därefter fly ut i rymden, säger Jean-Baptiste Vincent från Max Planck Institute for Solar System Research, huvudförfattare till studien.
I likhet med hur sinkhål bildas på jorden, tror forskare att gropar bildas när taket i en underjordisk hålighet blir för tunn för att stödja sin egen vikt. Med inget nedan för att hålla det på plats kollapsar det och utsätter färsk is under vilken snabbt förångas. Ut ur hålet bildar den en kollimerad stråle av damm och gas.
Författarens författare föreslår tre sätt att gropar bildas:
* Kometen kan innehålla tomrum som har funnits sedan dess bildning. Kollaps kan utlösas av antingen förångande is eller seismisk skakning när stenblock kastas ut någon annanstans på kometen land tillbaka på ytan.
* Direkt sublimering av fickor med flyktiga (lättare förångade) isar som koldioxid och kolmonoxid under ytan när solljus värmer det mörka ytdammet och överför värme under.
* Energi som frigörs av vattenis som ändrar dess fysiska tillstånd från amorf till sin normala kristallina form och stimulerar sublimeringen av de omgivande mer flyktiga koldioxid- och kolmonoxid-isen.
Forskarna tror att de kan använda utseendet på sinkhålen för att åldra datum olika delar av kometens yta - ju fler gropar det finns i en region, desto yngre och mindre bearbetade ytan finns. De pekar på 67P / C-G: s södra halvklot som får mer energi från solen än norrut och åtminstone för närvarande inte visar några gropstrukturer.
De mest aktiva groparna har branta sidor, medan de minst visar mjukade konturer och är fyllda med damm. Det är till och med möjligt att en delvis kollaps kan vara orsaken till enstaka utbrott när en komet plötsligt blir ljusare och förstoras sett från jorden. Rosetta observerade just ett sådant utbrott det senaste april. Och dessa hål kan verkligen sparka ut dammet! Det uppskattas att en typisk fullstort kollaps släpper ut en miljard kilo material.
Med Rosetta i bra hälsa och perihelion som ännu kommer framöver, ligger stora saker framöver. Kanske kommer vi att bevittna en ny kolvbrott, en iskall lavin eller till och med levande stenblock!
källor: 1, 2
