Вторник, 26.11.2024
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Лунного водорода больше на склонах, обращенных к полюсу
07.02.2015 00:21 Давность: 10 yrs
Категория: Малые тела
Количество просмотров: 5527

Свойства поверхности и ранняя активность кометы Чурюмова-Герасименко



23 января 2015 года вышел 347 номер журнала Science, посвященный последним результатам миссии «Розетта». Среди интереснейших работ, вошедших в номер – статья Сэмюэля Гулкиса (Samuel Gulkis), в которой рассказывается об изучении кометы Чурюмова-Герасименко с помощью инструмента MIRO.

Владислава Ананьева

Инструмент MIRO (Microwave Instrument on the Rosetta Orbiter) создан для наблюдений кометы в микроволновом диапазоне. Он представляет собой 30-сантиметровый телескоп, ведущий наблюдения в двух спектральных полосах – вблизи 190 ГГц (длина волны 1.6 мм) и вблизи 562 ГГц (длина волны ~0.5 мм). Кроме того, инструмент оснащен спектрометром высокого разрешения (44 кГц на канал), позволяющим изучать профили спектральных линий водяного пара и других молекул комы. 

Наблюдения кометы Чурюмова-Герасименко с помощью инструмента MIRO начались 24 мая 2014 года. Вплоть до конца июля (когда расстояние до ядра составило 973 км) размер пикселя в изображении, получаемом MIRO, превышал размеры ядра кометы, что позволило оценить ее интегральные характеристики. В частности, было измерено количество водяного пара, ежесекундно теряемого кометой. Если в начале июня комета теряла воду с темпом (в среднем) 0.3 кг/сек, к концу июля эта величина возросла до 0.6 кг/сек, то к концу августа темпы потери воды достигли 1.2 кг/сек. Расстояние между ядром кометы и Солнцем при этом изменилось с 3.95 до 3.46 а.е. 

Речь не зря пошла о средних значениях. Инструмент MIRO зафиксировал сильные (~50%) вариации темпов потери водяного пара с периодом около 6.2 часов (что соответствует половине «кометных суток»). Как полагают авторы статьи, колебания были вызваны резко неправильной формой ядра кометы и изменением площади освещенной Солнцем поверхности в процессе его вращения вокруг своей оси, а также неравномерностью расположения источников водяного пара в ядре.

Колебания темпов потери воды кометой в июле 2014 года. Красным отрезком показана продолжительность «кометных суток», равная 12.4 часам.

Фиолетовое смещение линий водяного пара позволило измерить скорость газовых потоков, испускаемых кометой – 600-750 м/сек.

Начиная с августа 2014 года, инструмент MIRO разрешает ядро кометы, иначе говоря, оно перестает быть точечным источником. В августе и сентябре разрешение микроволнового телескопа составляет 40-500 метров на пиксель (в зависимости от расстояния до ядра).

Интегральная (в столбе на луче зрения между космическим аппаратом и ядром кометы) плотность водяного пара также оказалась подвержена сильным вариациям. Как показало сравнение данных, полученных MIRO, со снимками OSIRIS, резкое увеличение интегральной плотности водяного пара происходило в те моменты, когда в прямой видимости инструмента оказывалась область перешейка между двумя «половинами» ядра. При этом над хорошо освещенными участками «головы» и «тела» водяного пара было существенно меньше.

A) Интегральное содержание водяного пара в столбе между поверхностью ядра кометы и «Розеттой» 7-9 августа 2014 года (показано синим цветом). Красным цветом показана температура ядра, измеренная по излучению поверхности в континууме. Резкие провалы температуры наблюдались тогда, когда «линия взгляда» MIRO уходила за лимб ядра. B) Средняя скорость истечения потоков водяного пара. C) Карта освещенности ядра с точки зрения «Розетты» в моменты наблюдений 1-6 (см. A). Положения «точки зрения» MIRO в эти моменты показаны красными кружками.

Измеряя интенсивность излучения ядра в континууме в обеих спектральных полосах, исследователи смогли составить температурную карту ядра кометы. Контуры яркостной температуры явно повторяли уровни освещенности поверхности солнечным светом, что говорит о низкой тепловой инерции материала поверхности.

Вообще, функцию изменения температуры поверхности, измеренной MIRO, можно представить в виде трех слагаемых. Тонкий самый внешний слой ядра «чувствует» суточные вариации температуры, зависящие от местного солнечного времени. Толщина этого слоя оценивается в 1-2 см (на этой глубине амплитуда суточных колебаний температуры уменьшается в e раз по сравнению с поверхностью). Глубже лежит слой, температура которого зависит от широты точки наблюдения и положения кометы на орбите вокруг Солнца, иначе говоря, слой, который «чувствует» сезонные колебания уровня освещенности. Толщина этого слоя по порядку величины близка к 1 метру. Еще глубже температура почти не меняется со сменой сезонов, а зависит только от широты точки наблюдения.

Температуры, измеренные MIRO в обоих каналах (1.6 и 0.5 мм), менялись в зависимости от местного солнечного времени, но с разной амплитудой. Гулкис с коллегами пришел к выводу, что субмиллиметровый канал измерял температуру поверхности на глубине порядка 1-2 см, а миллиметровый – на глубине в три раза большей. Тепловая инерция поверхности менялась в диапазоне 10-50 Дж/(K·кв.м.·сек1/2). Разница температур между поверхностью и глубиной в несколько сантиметров достигала 50K!

Яркостная температура различных точек на поверхности ядра кометы, измеренная в разное локальное солнечное время. Слева показаны измерения, сделанные на волне 0.5 мм (ближе к поверхности), справа – на волне 1.6 мм (в более глубоком слое). Черным цветом показаны замеры температуры в точках, лежащих в полосе 20-30° северной широты (т.е. в летнем полушарии), красным цветом – замеры температуры в полосе 20-30° южной широты (в зимнем полушарии).
<- назад в: Новости

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Закон всемирного тяготения (Ньютона)

(назван по имени английского математика, физика, астронома Исаака Ньютона - I. Newton 1643-1727) Важнейший для понимания процессов во Вселенной закон формулируется следующим образом... [далее]

Сообщество | Форум

Rambler's Top100