Rosetta obserwuje pył komety

Do badania pyłu na pokładzie Rosetty służą trzy przyrządy, w tym COSIMA (COmetary Secondary Ion Mass Analyser). Wkrótce po zbliżeniu się sondy do komety w sierpniu 2014 roku zaczął on pobierać, fotografować i analizować cząsteczki pyłu.

Wyniki pierwszej analizy danych zostały 26 stycznia 2015 r. przedstawione w czasopiśmie Nature. Dane były zbierane między sierpniem a październikiem, gdy kometa zbliżyła się do Słońca z odległości 535 do 450 milionów kilometrów. W tym czasie sonda Rosetta orbitowała wokół komety na wysokości około 30 km.

Naukowcy badali, w jaki sposób duże fragmenty pyłu łamały się, gdy trafiały na płytę zbiorczą instrumentu, średnio przy niskiej prędkości 1-10 m/s. Przechwytywane drobinki o wielkości co najmniej 0,05 mm pękały albo rozpadały się.

Fakt, iż rozpadały się tak łatwo, oznacza, że poszczególne części nie były dobrze złączone. Co więcej, gdyby zawierały lód, nie pękałyby, ponieważ część lodowa odparowywałaby z drobin szybko po uderzeniu w płytę zbiorczą i pozostawiała w nich puste przestrzenie.

Dla porównania, gdyby w czujnik uderzyła drobina z czystego lodu wodnego, pozostawiłaby tylko ciemną plamę.

Okazało się, że cząsteczki pyłu zawierają dużo sodu, podobnie jak pył międzyplanetarny. Ten drugi można odnaleźć w rojach meteorytów pochodzących od komet, takich jak występujące corocznie Perseidy (kometa 109P/Swift-Tuttle) oraz Leonidy (55P/Tempel-Tuttle).

„Okazało się, że cząsteczki wypuszczane po tym, jak kometa stałą się aktywna, są »puszyste«. Nie zawierają lodu wodnego, za to dużo w nich sodu. Odkryliśmy materiał, z którego wywodzi się pył międzyplanetarny”, mówi redaktor Rita Schulz z Biura Wsparcia Naukowego ESA.

Naukowcy uważają, iż odkryte ziarenka pozostały na podłożu komety po ostatnim przejściu przez peryhelium. Zmniejszający się wówczas strumień gazu nie był już wystarczająco silny, by podnieść pył z powierzchni.

Podczas gdy pył pozostawał na powierzchni, gaz nadal, choć bardzo powoli, wydobywał się z wnętrza komety, gdy ta oddalała się od Słońca. Tym samym jądro komety „wysuszało się” na powierzchni oraz tuż pod nią.

„Uważamy, że »puszyste« drobiny zebrane przez sondę Rosetta pochodzą z warstwy pyłu gromadzącej się na powierzchni komety od ostatniego zbliżenia do Słońca”, tłumaczy Martin Hilchenbach, główny naukowiec przyrządu COSIMA z niemieckiego Max-Planck Institute for Solar System Research.

„Warstwa pyłu zmniejsza się, kiedy ponownie rośnie aktywność komety. Widzimy, jak ten proces zachodzi, i oczekujemy, że zmieni się on w bardziej bogatą w lód fazę w nadchodzących miesiącach”, dodaje.

Kometa okrąża Słońce co sześć i pół roku. W sierpniu 2015 r., wraz z Rosettą, zbliży się do niego najbardziej - na odległość 186 milionów kilometrów, pomiędzy orbitami Ziemi i Marsa.

Gdy kometa się ogrzewa, zwiększa się ilość wypuszczanych gazów i pył tworzący suchą powierzchnię jest podnoszony do wewnętrznej atmosfery, czyli komy.

Ostatecznie ilość przychodzącej energii słonecznej jest wystarczająco duża, żeby podnieść cały stary pył i pozostawić na powierzchni odsłonięty świeży materiał.

„Właściwie, większość pyłowego płaszcza komety powinna być już utracona i wkrótce ujrzymy ziarenka o całkowicie innym składzie”, mówi Schulz.

„Obserwacje pyłu w pobliżu jądra przez sondę Rosetta są kluczowe do zrozumienia, jak połączyć to, co widzimy w bardzo małej skali, z tym, co odbywa się w dużo większej skali, gdy pył uchodzi w komę i ogon komety”, mówi Matt Taylor, główny naukowiec projektu Rosetta.

„Te badania sprowadzają się do ciągłej obserwacji na żywo, jak kometa będzie się zmieniała, zbliżając się do Słońca w nadchodzących miesiącach”, ocenia Taylor.

Informacje dla redaktorów

Informacje dla redaktorów
Artykuł R. Schulza i in. „Comet 67P/Churyumov–Gerasimenko sheds dust coat accumulated over the past four years” został opublikowany w numerze czasopisma Nature z 26 stycznia 2015 r.

Przyrząd COSIMA został zbudowany przez konsorcjum kierowane przez Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (Garching, Niemcy) we współpracy z Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace, CNRS/Université d’Orléans (Francja), Institut d’Astrophysique Spatiale, CNRS/Université Paris Sud (Orsay, Francja), Finnish Meteorological Institute (Helsinki, Finlandia), Universität Wuppertal (Wuppertal, Niemcy), von Hoerner und Sulger GmbH (Schwetzingen, Niemcy), Universität der Bundeswehr (Neubiberg, Niemcy), Institut für Physik, Forschungszentrum Seibersdorf (Seibersdorf, Austria), Institut für Weltraumforschung, Österreichische Akademie der Wissenschaften (Graz, Austria).

Więcej o misji Rosetta

Rosetta jest misją ESA realizowaną przy wkładzie Państw Członkowskich oraz NASA. Lądownik Rosetty, Philae, został dostarczony przez konsorcjum kierowane przez DLR, MPS, CNES oraz ASI. Rosetta to pierwsza misja w historii, która zbliżyła się do komety i będzie jej towarzyszyć podczas obiegu wokół Słońca. Philae wylądował na komecie 12 listopada 2014 roku. Komety to kapsuły czasu zawierające pierwotny materiał z okresu, gdy tworzyły się Słońce i planety. Badając gaz, pył, strukturę jądra oraz organicznych materiałów powiązanych z kometą, zarówno zdalnie, jak i kontaktowo, misja Rosetta powinna stać się kluczem do rozwiązania zagadki historii i ewolucji naszego Układu Słonecznego.