Спектры всех трех областей на поверхности ядра имеют много общего: они демонстрируют широкую полосу поглощения в диапазоне 2.9-3.6 мкм, в оптическом диапазоне длин волн (до ~1 мкм) хорошо заметен наклон спектра в сторону более длинных волн, обеспечивающий красноватый оттенок поверхности ядра, и общее низкое альбедо поверхности – всего 0.060 ± 0.003. На волнах длиннее 3.5 мкм к отраженному солнечному свету прибавляется собственное тепловое излучение ядра; по его интенсивности была измерена температура освещенных солнцем областей – от 180 до 230К. 

Спектры отражения ядра кометы демонстрируют полное отсутствие признаков водяного льда. Размеры отдельных ледяных обнажений на поверхности (если они вообще есть) не превышают 10 метров, а их общая площадь не превышает 1% площади поверхности кометы. Это говорит о том, что самый верхний слой ядра (толщиной, по крайней мере, в несколько сотен микрон) состоит из сухого темного материала.

Рисунок ниже показывает степень наклона спектра в различных точках поверхности ядра, измеренный в процентах на килоангстрем (слева – в диапазоне 0.5-0.8 мкм, справа – в диапазоне 1-2 мкм). Фактически, это величина соответствует интенсивности красного оттенка поверхности (чем больше наклон спектра, тем краснее поверхность). Наклоны спектра для каждой точки вычислены по 160 снимкам VIRTIS, полученным с 7 августа по 2 сентября 2014 года.

Форма и глубина полосы поглощения в диапазоне 2.9-3.6 мкм, измеренная в области перешейка, несколько отличается от аналогичных величин, измеренных в области «головы» и «тела». Авторы статьи полагают, что это изменение вызвано небольшой примесью водяного льда, смешанного с темным материалом. В пользу примеси льда говорит и несколько большее (на несколько процентов) альбедо поверхности в зоне перешейка, а также повышенная кометная активность, наблюдаемая именно здесь.

Из чего же состоит темная кора кометы Чурюмова-Герасименко? 

Сравнение лабораторных спектров различных типов углистых хондритов (CI, CM и CR) со спектрами поверхности ядра кометы показало их явные различия. Спектр отражения нерастворимого органического остатка из метеорита Мёрчисон (Murchison) показал больше сходства. Кроме того, исследователи сравнили спектры кометы с лабораторными спектрами различных темных веществ (сульфидов железа и никеля, сажи и энстатита). Они отметили, что различные сульфиды вполне могут отвечать за наклон спектра ядра в диапазоне 0.5-1 мкм.

Еще интереснее оказался поиск веществ, отвечающих за полосу поглощения в области 2.9-3.6 мкм. Авторы сравнили спектр ядра в диапазоне 2.5-4.5 мкм со спектрами различных органических веществ. Наибольшее сходство было получено со спектром смеси веществ под названием «Exp Or1», полученной путем ультрафиолетового облучения смеси H₂O:CH₃OH:NH₃:CO:CO₂ в отношении 2:1:1:1:1. 

Несмотря на регулярные процессы омолаживания, действующие на ядро кометы Чурюмова-Герасименко во время каждого ее возвращения к Солнцу, состав поверхности ядра, по данным VIRTIS, весьма однороден. Это говорит о том, что космическое выветривание сыграло второстепенную роль в формировании состава поверхности. Вещество ядра кометы оказывается практически нетронутым с момента ее образования. Органические вещества, входящие в состав ядра, образовались из смеси льдов летучих веществ (метана, аммиака, метанола, угарного и углекислого газов) при низких температурах путем облучения ультрафиолетом и космическими лучами. Все это согласуется с гипотезой, что комета Чурюмова-Герасименко сравнительно недавно покинула пояс Койпера и перешла на орбиту кометы семейства Юпитера.

Источник: http://www.sciencemag.org/content/347/6220/aaa0628.full