Ultrafialové překvapení u komety

Sonda Rosetta ke kometě dorazila v srpnu loňského roku. Od té doby obíhá kometu nebo se pohybuje v její blízkosti ve vzdálenosti od několika set kilometrů až do pouhých 8 km. Ve všech oblastech přitom sbírá data o kometě a jejím okolním prostředí, a to  s pomocí jedenácti výzkumných přístrojů.

Jeden z přístrojů, spektrograf Alice z dílny NASA, určuje chemické složení atmosféry komety – tedy komy – ve vzdáleném ultrafialovém spektru.

Na těchto vlnových délkách dovoluje Alice vědcům detekovat některé z nejzákladnějších stavebních prvků vesmíru jako je vodík, kyslík, uhlík nebo dusík. Spektrograf rozkládá kometární světlo do různých barev – spektra – a díky tomu mohou vědci identifikovat chemické složení plynů v komě.

Snímkovací a spektroskopické přístroje Rosetty
Access the video

V textu, který bude publikovaný v časopise Astronomy and Astrophysics, budou vědci seznamovat s objevy přístroje Alice na sondě Rosetta za první čtyři měsíce pobytu u komety. Automat se v té době pohyboval ve vzdálenosti 10 až 80 km od kometárního jádra.

V této studii se vědci zaměřili na původ přírodních „výtrysků“ vody a erupce plynného oxidu uhličitého z povrchu komety, které jsou způsobeny ohřevem slunečními paprsky. Aby to zjistili, zaměřili svoji pozornost na atomy kyslíku a vodíku z rozpadlých molekul vody a podobně též atomů uhlíku z oxidu uhličitého, a to v blízkosti jádra komety.

Zjistili, že molekuly se zřejmě rozpadají v dvoustupňovém procesu.

Nejprve foton ultrafialového záření ze Slunce zasáhne molekulu vody v kometární komě a ionizuje ji, díky a to odtržením elektronu. Tento elektron následně zasáhne další molekulu vody v komě, rozbije ji na dva atomy vodíku a jeden kyslíku a při tomto procesu je energetizuje. Tyto atomy následně emitují ultrafialové světlo, které je detekováno na charakteristických vlnových délkách přístrojem Alice.

Podobné je to i v případě, že dojde ke střetu elektronu s molekulou oxidu uhličitého: výsledkem je rozpad molekuly na atomy a pozorovatelná emise.

„Analýzy relativních intenzit pozorovaných atomových emisí nám umožnily stanovit, že pozorujeme přímo ‘rodičovské’ molekuly, které jsou rozkládány elektrony v bezprostřední blízkosti kometárního jádra. A to zhruba ve výšce jednoho kilometru nad kometárním jádrem, z něhož pocházejí,“ vysvětluje profesor fyziky a astronomie na Univerzitě Johna Hopkinse v Baltimore Paul Feldman. Ten je zároveň vedoucím prováděných výzkumů.

Pro srovnání: ze Země nebo u Země obíhajících kosmických observatoří jako je Hubbleův kosmický teleskop, atomární složky komet jsou viditelné jen poté, co rodičovské molekuly, jako jsou molekuly vody nebo oxidu uhličitého, jsou slunečním zářením rozbité. A to až ve vzdálenosti stovek tisíc od jádra komety.