Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Kometer kollapser klipper og hoppende kampesten

Et eksempel på, at en kampesten har bevæget sig hen over overfladen af ​​Comet 67P/Churyumov-Gerasimenkos overflade, fanget i Rosettas OSIRIS-billeder. Billedet er taget med smalvinklet kamera og viser stenen i den nederste tredjedel af billedet. Kredit:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0);

Forskere, der analyserer skatkammeret af billeder taget af ESA's Rosetta-mission, har fundet flere beviser for nysgerrige hoppende kampesten og dramatiske klippekollaps.

Rosetta opererede på Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko mellem august 2014 og september 2016, indsamle data om kometens støv, gas- og plasmamiljø, dens overfladekarakteristika og dens indre struktur.

Som en del af analysen af ​​omkring 76.000 billeder i høj opløsning taget med OSIRIS-kameraet, forskere har ledt efter overfladeændringer. I særdeleshed, de er interesserede i at sammenligne perioden for kometens nærmeste tilgang til Solen – kendt som perihelium – med perioden efter denne mest aktive fase, for bedre at forstå de processer, der driver overfladeudviklingen.

Løst affald ses overalt på kometen, men nogle gange er kampesten blevet fanget i færd med at blive slynget ud i rummet, eller rulle hen over overfladen. Et nyt eksempel på en hoppende kampesten blev for nylig identificeret i det glatte halsområde, der forbinder kometens to lapper, et område, der gennemgik en masse mærkbare store overfladeændringer i løbet af missionen. der, en kampesten på ca. 10 m bred er tilsyneladende faldet ned fra den nærliggende klippe, og hoppede flere gange hen over overfladen uden at gå i stykker, efterlader "fodspor" i det løst konsoliderede overflademateriale.

Et eksempel på, at en kampesten har bevæget sig hen over overfladen af ​​Comet 67P/Churyumov-Gerasimenkos overflade, fanget i Rosettas OSIRIS-billeder. Det første billede (til venstre) giver et referencebillede af kometen, sammen med et nærbillede af den undersøgte region. De mindre indsatser til højre viser før og efter billeder af området, der indeholder den hoppende kampesten, fanget den 17. marts 2015 og 19. juni 2016, henholdsvis. Aftryk af kampestenen er blevet efterladt i den bløde regolit, der dækker kometens overflade, da den hoppede til en stopper. Det menes at være faldet ned fra den nærliggende klippe, som er omkring 50 m høj. Grafikken i bunden illustrerer stenens bane, da den hoppede hen over overfladen, med foreløbige målinger af ’kraterne’ beregnet. Kredit:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0); Analyse:J-B. Vincent et al (2019)

"Vi tror, ​​det faldt fra den nærliggende 50 m høje klippe, og er det største fragment i dette jordskred, med en masse på ca. 230 tons, " sagde Jean-Baptiste Vincent fra DLR Institut for Planetforskning, som præsenterede resultaterne på EPSC-DPS-konferencen i Genève i dag.

"Der skete så meget på denne komet mellem maj og december 2015, da den var mest aktiv, men desværre på grund af denne aktivitet var vi nødt til at holde Rosetta på sikker afstand. Som sådan har vi ikke en tæt nok udsigt til at se oplyste overflader med tilstrækkelig opløsning til nøjagtigt at lokalisere 'før'-placeringen af ​​kampestenen."

At studere kampestensbevægelser som disse i forskellige dele af kometen hjælper med at bestemme de mekaniske egenskaber af både det faldende materiale, og overfladeterrænet den lander på. Kometens materiale er generelt meget svagt sammenlignet med isen og klipperne, vi kender på Jorden:kampesten på Comet 67P/C-G er omkring hundrede gange svagere end nypakket sne.

En anden type forandring er også blevet set flere steder omkring kometen:kollapset af klippeflader langs svaghedslinjer, såsom den dramatiske fangst af faldet af et 70 m bredt segment af Aswan-klippen observeret i juli 2015. Men Ramy El-Maarry og Graham Driver fra Birkbeck, University of London, kan have fundet en endnu større sammenbrudsbegivenhed, knyttet til et lyst udbrud set den 12. september 2015 langs skellet mellem den nordlige og sydlige halvkugle.

Før og efter et klippekollaps på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. I de øverste paneler viser de gule pile placeringen af ​​en scarp ved grænsen mellem den oplyste nordlige halvkugle og den mørke sydlige halvkugle af den lille lap til tider før og efter udbrudshændelsen (september 2014 og juni 2016, henholdsvis). De nederste paneler viser nærbilleder af de øverste paneler; den blå pil peger på den scarp, der ser ud til at være kollapset på billedet efter udbruddet. To kampesten (1 og 2) er markeret til orientering. Kredit:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)

"Dette ser ud til at være en af ​​de største klippekollapser, vi har set på kometen i Rosettas levetid, med et areal på omkring 2000 kvadratmeter, der kollapser, " sagde Ramy, taler også på EPSC-DPS i dag.

Under perihelion passage, den sydlige halvkugle af kometen blev udsat for høj solinput, hvilket resulterer i øget aktivitetsniveau og mere intensiv erosion end andre steder på kometen.

"Inspektion af før og efter billeder giver os mulighed for at konstatere, at skarpen var intakt indtil mindst maj 2015, for når vi stadig har billeder med høj nok opløsning i det område til at se det, " siger Graham, en bachelorstuderende, der arbejder sammen med Ramy for at undersøge Rosettas enorme billedarkiv.

"Placeringen i denne særligt aktive region øger sandsynligheden for, at den kollapsende begivenhed er forbundet med det udbrud, der fandt sted i september 2015."

Comet-udbrud 12. september 2015. Kredit:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)

At se i detaljer på affaldet omkring den kollapsede region tyder på, at andre store erosionsbegivenheder er sket her i fortiden. Ramy og Graham fandt ud af, at affaldet omfatter blokke af variabel størrelse, der strækker sig op til snesevis af meter, væsentligt større end stenbefolkningen efter Aswan-klippens kollaps, som hovedsageligt består af kampesten på få meter i diameter.

"Denne variation i størrelsesfordelingen af ​​det faldne affald antyder enten forskelle i styrken af ​​kometens lagdelte materialer, og/eller varierende mekanismer for klippekollaps, " tilføjer Ramy.

At studere kometændringer som disse giver ikke kun indsigt i disse små kroppes dynamiske natur på korte tidsskalaer, men de større klippekollapser giver unikke udsigter til kometens indre struktur, hjælper med at sammensætte kometens udvikling over længere tidsskalaer.

"Rosettas datasæt fortsætter med at overraske os, og det er vidunderligt, at næste generation af studerende allerede gør spændende opdagelser, " tilføjer Matt Taylor, ESA's Rosetta-projektforsker.