Rosetta optrævler dannelsen af ​​solopgangsjetfly

Atmosfæren på Rosettas komet 67P/Churyumov-Gerasimenko er langt fra homogen. Ud over pludselige udbrud af gas og støv, dagligt tilbagevendende fænomener ved solopgang kan observeres. I disse, fordampende gas og medført støv koncentreres til dannelse af jetlignende strukturer. En ny undersøgelse, ledet af Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) i Tyskland og offentliggjort i tidsskriftet Natur Astronomi , identificerer nu de barske, andeformet struktur af kometen som hovedårsagen til disse jetfly. Ikke alene kollimerer konkave områder gas- og støvemissioner svarende til en optisk linse, den komplekse topografi giver også nogle områder af overfladen mere sollys end andre.

Langt fra solen, kometer er livløse, iskolde kroppe. Når de går ind i det indre solsystem, de bliver aktive:frosne gasser som vand fordamper og medfører støvpartikler fra overfladen. På denne måde koma, et svøb af gas og støv, er dannet. Allerede på billeder fra tidligere kometmissioner som Giotto, som fløj af kometen 1P/Halley i 1986, tydelige stråler af gas og støv var synlige i koma. De når op til flere kilometer ud i rummet. For videnskabsmænd, disse jetfly er nøglen til kometaktivitet. Hvornår og hvor opstår de? Hvilke processer på overfladen er involveret? Og hvad afslører de om kometens natur og sammensætning?

Ingen mission har været i stand til at forfølge disse spørgsmål så detaljeret som ESA's Rosetta-mission. Fra august 2014 til september 2016, Rosetta-rumfartøjet kredsede om kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, der var vidne til dens transformation fra et næsten livløst til et gas- og støvudspyende legeme fra nærbillede. Mere end 70.000 billeder taget af det videnskabelige kamerasystem OSIRIS, som blev udviklet og bygget under ledelse af MPS, dokumentere denne proces. De indeholder både eruptiv, pludselige udbrud af gas og støv, samt jetfly, der er stabile i længere tid. I deres seneste publikation, forskere fra OSIRIS-teamet har nu undersøgt den aktivitet, der opstår regelmæssigt hver morgen.

"Når solen står op over en del af kometen, overfladen langs terminatoren bliver næsten øjeblikkelig aktiv, " beskriver førsteforfatter Dr. Xian Shi fra MPS. "Strålerne af gas og støv, som vi så observerer i koma, er meget pålidelige:de findes hver morgen de samme steder og i en lignende form, " tilføjer hun. Ansvarlig for denne tidlige morgenaktivitet er frosten, som dannes om natten på den kolde kometoverflade. Så snart solens stråler rører den, det begynder at fordampe.

"Udbrud kan ofte spores tilbage til et lille område på overfladen, hvor der pludselig blotlægges frossent vand, for eksempel på grund af et jordskred, " forklarer Dr. Holger Sierks fra MPS, OSIRIS hovedefterforsker. "I tilfælde af kometaktivitet ved solopgang, dette er anderledes. Frosten fordeler sig nogenlunde jævnt over hele overfladen." Men hvorfor danner gas- og støvemissionerne så jetfly? Hvorfor skaber de ikke en fuldstændig homogen sky?

Den nye undersøgelse viser for første gang, at hovedsageligt kometens usædvanlige form og takkede topografi er ansvarlige for dette fænomen. Forskerne analyserede billeder ved forskellige observationsgeometrier af Hapi-regionen placeret på "halsen" af kometen, den smalle del, der forbinder dens to lapper. I computersimuleringer, de var i stand til at gengive disse billeder og dermed opnå en bedre forståelse af køreprocesserne.

I særdeleshed, to effekter viste sig at være afgørende. Nogle områder på overfladen er placeret i lavere højder eller i skygge. De første sollys når dem senere. I modsætning, frosten fordamper særligt effektivt fra de tidlige og stærkt oplyste egne. Ud over, gruber og andre konkave strukturer koncentrerer praktisk talt gas- og støvemissioner - meget ligesom en optisk linse.

"Den komplekse form af Rosettas komet gør mange undersøgelser vanskelige. Men for denne undersøgelse var det en velsignelse", siger Shi. På en sfærisk eller endda kartoffelformet komet, disse strukturer i koma er måske ikke så fremtrædende. Gas og støv ville være meget mere jævnt fordelt.

Ud over, den nye undersøgelse undersøger indflydelsen af ​​observationsgeometrien. "I bund og grund, hvert komet koma er en tredimensionel struktur, og hvert skud af det er kun en projektion, Sierks siger. "Vores billeder kan derfor let give et falsk indtryk." De daglige tilbagevendende jetfly er særligt velegnede til at analysere denne effekt, da Rosetta kredsede om kometen i lang tid, ser på solopgangen over et bestemt område flere gange fra forskellige vinkler.

Rosetta er en rummission fra European Space Agency (ESA), som nåede sit bestemmelsessted, komet 67P/Churyumov-Gerasimenko, i august 2014 og kredsede om den i mere end to år. I november 2014 indsatte Rosetta en lander på kometen. Max Planck Institute for Solar System Research er den forskningsinstitution på verdensplan med den stærkeste deltagelse i missionen. Blandt andet, the institute leads the OSIRIS and COSIMA teams.