Опубликованы первые подробные результаты миссии "Розетта"

Различные области кометы назвали в честь древнеегипетских богов

Различные области кометы назвали в честь древнеегипетских богов
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Некоторые впадины в структуре кометы являются ударными кратерами, заполненными пылью и газом

Некоторые впадины в структуре кометы являются ударными кратерами, заполненными пылью и газом
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Температура ядра кометы неравномерна. "Шея" холоднее всего, так как находится в тени, но перепад тепла не слишком резкий, так как солнечное излучение отталкивается от расщелин и попадает внутрь затенённой области

Температура ядра кометы неравномерна. "Шея" холоднее всего, так как находится в тени, но перепад тепла не слишком резкий, так как солнечное излучение отталкивается от расщелин и попадает внутрь затенённой области
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

От "шеи" кометы исходит больше всего газа и пыли ≈ кома в этом регионе плотнее всего

От "шеи" кометы исходит больше всего газа и пыли ≈ кома в этом регионе плотнее всего
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

На поверхности кометы были обнаружены "мурашки" ≈ холмы из уплотнённой космической пыли, из которых первоначально могла формироваться комета

На поверхности кометы были обнаружены "мурашки" ≈ холмы из уплотнённой космической пыли, из которых первоначально могла формироваться комета
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Снимки показали наличие песчаных дюн, сформированных потоками газа

Снимки показали наличие песчаных дюн, сформированных потоками газа
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Состав атмосферы и комы 67Р сильно варьируется в зависимости от времени "дня и ночи" и сезона. Красные регионы, где преобладает CO и CO2, слабо освещены солнцем

Состав атмосферы и комы 67Р сильно варьируется в зависимости от времени "дня и ночи" и сезона. Красные регионы, где преобладает CO и CO2, слабо освещены солнцем
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Различные области кометы назвали в честь древнеегипетских богов
Некоторые впадины в структуре кометы являются ударными кратерами, заполненными пылью и газом
Температура ядра кометы неравномерна. "Шея" холоднее всего, так как находится в тени, но перепад тепла не слишком резкий, так как солнечное излучение отталкивается от расщелин и попадает внутрь затенённой области
От "шеи" кометы исходит больше всего газа и пыли ≈ кома в этом регионе плотнее всего
На поверхности кометы были обнаружены "мурашки" ≈ холмы из уплотнённой космической пыли, из которых первоначально могла формироваться комета
Снимки показали наличие песчаных дюн, сформированных потоками газа
Состав атмосферы и комы 67Р сильно варьируется в зависимости от времени "дня и ночи" и сезона. Красные регионы, где преобладает CO и CO2, слабо освещены солнцем
Многочисленная команда учёных, работавшая с результатами главной космической миссии 2014 года, опубликовала первые подробные результаты. Обнаружилось много всего интересного, но, главное, стало ясно, что комета 67P сформировалась в отдаленных уголках Солнечной системы.

С момента завершения основного этапа легендарной миссии "Розетта" прошло несколько месяцев. За короткий срок пребывания посадочного модуля "Филы" на поверхности ядра кометы Чурюмова-Герасименко учёные собрали достаточное количество информации, чтобы получить ответы на волнующие их вопросы.

Теперь исследователи публикуют первые научные статьи с подробными результатами анализа данных с приборов аппарата "Розетта" и посадочного модуля "Филы". Уже сейчас ясно, что эта миссия сделала комету Чурюмова-Герасименко наиболее изученной кометой в истории человечества.

Первая научная статья, как и все остальные, опубликована в журнале Science. Она описывает комету с точки зрения плотности и потери массы различных её частей. Для анализа планетологи использовали данные оптической, спектроскопической и инфракрасной системы дистанционного зондирования OSIRIS.

Комета Чурюмова-Герасименко, напомним, по форме напоминает детскую резиновую уточку. Выяснилось, что гравитационное притяжение 67Р максимально в верхней части ядра и примерно в шесть раз слабее в районе "шеи" кометы. На это указывает тот факт, что пыль с поверхности ядра кометы в области её "шеи" поднимается гораздо чаще, чем в других её регионах.

Полученная уточнённая форма кометы в очередной раз поднимает вопрос о том, является ли Чурюмова-Герасименко результатом столкновения двух тел 4,5 миллиарда лет назад или же она изначально являлась единым целым, но со временем из-за постепенной потери массы образовалось разделение. Если верной окажется вторая гипотеза, то необходимо будет ответить на вопрос о причинах столь мощной эрозии в области "шеи" кометы.

Некоторые впадины в структуре кометы являются ударными кратерами, заполненными пылью и газом
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Для того чтобы определить, какая из двух версий верна, необходимо будет сравнить структуру двух частей кометы — "туловища" и "головы". Если они окажутся похожими, то, скорее всего, Чурюмова-Герасименко всегда была единым небесным телом, а если они отличаются, то, вероятно, эта комета — результат слипания двух тел.

Пока же команда учёных использовала собранные данные для расчёта плотности кометы и определила, что небесное тело является очень пористым. Более того, ядро 67Р обладает плотностью, вдвое меньшей, чем у воды, и потенциально способно дрейфовать на поверхности земного океана.

Изображения, полученные с помощью камеры OSIRIS, также помогли выявить различные планетологические особенности кометы (разрешение снимков составило около 0,8 метра на пиксель). Об обнаруженных на её поверхности дюнах, горных хребтах и ущельях исследователи рассказывают во второй научной статье.

Планетологи условно разделили поверхность кометы на несколько регионов в зависимости от структуры поверхности небесного тела. Каждый из регионов назвали в честь древнеегипетских богов. К примеру, в честь богини-рыбы Хатмехит названа гладкая впадина на "голове" уткообразной кометы. Эта впадина похожа по своим морфологическим признакам на заполненный космической пылью ударный кратер.

Температура ядра кометы неравномерна. "Шея" холоднее всего, так как находится в тени, но перепад тепла не слишком резкий, так как солнечное излучение отталкивается от расщелин и попадает внутрь затенённой области
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Скалистые регионы ядра кометы получили названия в честь бога хаоса и песчаных бурь Сета и богини любви, женственности и красоты Хатхор. Впрочем, сами скалы на Чурюмова-Герасименко мало похожи на земные: анализ указывает на то, что это всего лишь уплотнённые скопления пыли. Также исследование показало, что многие структуры образованы циркуляцией газа и пыли вблизи поверхности, подобно тому, как ветер формирует песчаные дюны в земных пустынях.

По словам авторов одного из исследований, подробные снимки с разрешением, доходящим до 15 сантиметров на пиксель, демонстрируют структуры, по которым можно восстановить раннюю историю кометы. Так, к примеру, на изображениях региона Сет были обнаружены трёхметровые холмы, получившие прозвище "мурашки". Позднее учёные обнаружили их по всей поверхности кометы.

Хольгер Зиркс (Holger Sierks), главный исследователь камеры OSIRIS и сотрудник Института изучения Солнечной системы общества Макса Планка, сообщает, что эти "мурашки" могли быть сформированы на заре существования самой Солнечной системы из зёрен пыли и льда, слипшихся вместе под воздействием различных сил.

"Мы предполагаем, что подобные структуры могут быть у всех комет нашей планетной системы, а зёрна пыли и льда представлять собой строительные блоки этих небесных тел", — рассказывает Зиркс.

Данные сразу нескольких инструментов показывают, что "шея" кометы является источником большей части её потоков из газа и пыли. Чтобы понять, почему эта область является столь активной, команда "Розетты" провела моделирование. Учёные определили количество тепловой энергии, попадающей на поверхность кометы за 12,4-часовой оборот вокруг своей оси и за 6,5-летний оборот вокруг Солнца.

От "шеи" кометы исходит больше всего газа и пыли ≈ кома в этом регионе плотнее всего
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Как выяснилось, "шея" кометы получает меньше энергии от Солнца, чем остальные её области, поскольку всегда находится в тени. Однако также оказалось, что в этом регионе наблюдается так называемый эффект гелиоприёмника — аккумуляция солнечной энергии — в силу того, что излучение отражается от скал по обеим сторонам расщелины. Из-за этого компенсируются условия вечной тени.

Другие возможные причины высокой активности региона могут заключаться в его низкой гравитации. Это означает, что для образования пылевой бури необходимо меньше сил, чем в других регионах, а значит, и планетологическая структура "шеи" может отличаться от всех остальных регионов кометы. Более того, учёные заключают, что именно в этой области вода может находиться ближе всего к поверхности.

В рамках ещё одного исследования, о результатах которого рассказывается в третьей научной статье, учёные изучили состав возвышающихся структур на поверхности кометы. Наблюдения при помощи орбитального спектрометра ROSINA продемонстрировали различные уровни содержания на комете воды, оксида и диоксида углерода.

На основе полученных данных исследователи составили карту, которая указала на колебания в соотношениях двуокиси углерода к воде, наблюдаемые по всей поверхности с 17 августа по 22 сентября 2014 года. Композиция, по словам учёных, меняется вместе с 12,4-часовым периодом вращения кометы вокруг своей оси, а также со сменой сезонов.

Четвёртое исследование заключалось в анализе оптических и инфракрасных портретов поверхности Чурюмова-Герасименко, сделанных спектрометром VIRTIS. Снимки демонстрируют обилие непрозрачных органических соединений и крайне малое количество водяного льда, что противоречит всем прежним ожиданиям учёных.

Снимки показали наличие песчаных дюн, сформированных потоками газа
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Анализ этих снимков указывает на то, что комета сформировалась в поясе Койпера, расположенном далеко за орбитой Нептуна. Интересно, что изучение траектории движения Чурюмова-Герасименко по Солнечной системе показало, что комета должна была сформироваться ближе к Юпитеру. Однако новые данные опровергают эту версию.

Другая команда учёных сопоставила данные камеры OSIRIS и ещё одного бортового инструмента — анализатора пыли GIADA. Эта работа была направлена на изучение комы, густого облака из пыли и газа, которое окружает ядро кометы. По мере приближения кометы к Солнцу, кома становится всё более массивной, поскольку ядро разогревается и отдаёт больше пыли и газа в космическое пространство.

Измеряя активность в коме, в том числе и изменения в соотношении пыли и газа, учёные стремились оценить, насколько быстро Чурюмова-Герасименко теряет свою массу и как стремительно протекает процесс её дегазации. Как рассказывают учёные в итоговой статье, у поверхности кометы было обнаружено облако частиц, вращающихся вокруг кометы, но обладающих достаточной массой, чтобы упасть на её поверхность. Это противоречит стандартным представлениям о гравитационном поле небесного тела.

Ещё одна статья описывает старания команды учёных, занимавшихся исследованием магнитосферы кометы. Как рассказывают планетологи, солнечный ветер пронизывает тонкую атмосферу кометы (созданную сублимированными с поверхности веществами). Но давление ионизованного газа в атмосфере изменяется по мере приближения к поверхности, из-за чего формируются более или менее чёткие границы, за которые частицы, исходящие от солнца, пробиться не могут. Так рождается магнитосфера небесного тела.

Состав атмосферы и комы 67Р сильно варьируется в зависимости от времени "дня и ночи" и сезона. Красные регионы, где преобладает CO и CO2, слабо освещены солнцем
(фото ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA).

Команда использовала данные анализатора ионного состава IRF, чтобы обнаружить ионы воды во внешних слоях и ближе к поверхности 67Р. Оказалось, что атмосфера Чурюмова-Герасименко начинает отталкивать солнечный ветер с расстояния примерно в 3,3 астрономических единицы.

Результаты исследования также показали, что вода у поверхности кометы содержит ускоренные высокоэнергетичные ионы, а также локально формирующиеся ионы низкой энергии. Оценка обоих потоков частиц позволяет понять сущность магнитосферы небесного тела.

Последняя из вышедших статей описывает подповерхностные свойства структур кометы. При помощи микроволнового детектора MIRO учёные определили, что общие потери воды у Чурюмова-Герасименко колеблются от 0,3 килограмма в секунду, по данным на начало июня 2014 года, до 1,2 килограмма в секунду, на конец августа 2014 года. Это указывает на то, что периодические колебания в количестве исходящей H2O связаны с вращением ядра и его формой.

В дальнейшем учёные опубликуют ещё ряд научных статей с результатами анализов данных, собранных в ходе миссии "Розетта". Вероятно, что многое из полученной информации необходимо будет перепроверить при помощи других приборов.