Полноразмерное изображение

«Мы знаем, что кометы содержат углекислоту, потому что углекислый газ является самым распространенным (после водяного пара) веществом кометной атмосферы, – сказал Джанрико Филаччионе (Gianrico Filacchione) из итальянского Института астрофизики и планетологии, один из авторов этого исследования. – На комете углекислота остается твердой при температурах ниже -193°С, а при нагревании выше этой температуры быстро сублимирует, что затрудняет ее обнаружение». 

В отличие от сухого льда водяной лед был обнаружен в ядрах нескольких комет. В частности, «Розетта» наблюдала множество небольших обнажений водяного льда на поверхности ядра кометы Чурюмова-Герасименко. 

Содержание сухого льда в грунте области Анхур составило несколько процентов, углекислота была перемешана с пылью и сухой органикой. Исследователи оценили ее количество на площадке размером 80х60 метров в 57 килограммов, что соответствует слою толщиной 9 см. Обнажение углекислотного льда на поверхности ядра кометы – очень редкий случай, основные его запасы находятся глубоко в недрах.

Джанрико с коллегами полагают, что возраст «углекислотной площадки» составляет несколько лет. В это время комета находилась на удаленном от Солнца участке своей траектории, а сам участок был погружен во тьму полярной ночи. Медленно испаряющийся углекислый газ из недр кометы поднимался по трещинам к поверхности, а там намерзал инеем. И лишь в апреле 2015 года температура поверхности повысилась, а углекислотный иней быстро испарился.

Интересно, что после испарения углекислоты узкоугольная камера инструмента OSIRIS обнаружила в этой же области (точнее, на границе областей Анхур и Бес) два необычно больших участка, богатых водяным льдом.

Полноразмерное изображение

«Мы уже видели множество обнажений водяного льда размером порядка метра в различных областях кометы, но новые обнажения гораздо больше по своим масштабам – они оба достигают 30х40 метров, и они были видны в течение 10 суток до своего окончательного исчезновения», – сказала Соня Фонасье (Sonia Fornasier) из Парижской обсерватории, ведущий автор исследования, посвященного сезонным и суточным вариациям цвета на поверхности ядра кометы. 

Богатые льдом участки выглядят как яркие пятна, чей оттенок более голубоватый, чем красный оттенок темной и сухой поверхности кометного ядра. Ученые экспериментировали с различными смесями льда и пыли, чтобы выяснить, как увеличение доли водяного льда делает оттенок смеси более голубым вплоть до момента, когда смесь делается совершенно серой (количество света, отраженного в «голубом» и «красном» канале, становится одинаковым). 

Как оказалось, доля льда в двух больших обнажениях (A и B) составила 20-30%, причем лед был перемешан с более темным материалом, а его толщина достигала 30 см. Одна из ледяных линз скрывалась под слоем углекислотного инея, обнаруженного спектрометром VIRTIS за месяц до этого. 

В целом по мере приближения кометы к Солнцу поверхность кометы становилась все более синеватой – мощные потоки газов, истекающие от ядра, сдули с поверхности ядра красноватую сухую пыль, обнажив более свежие богатые льдом участки. Напротив, по мере удаления от Солнца поверхность кометы снова становилась все более красной.

Кроме общей тенденции изменения цвета ядра кометы в сезонном цикле, исследователи наблюдали также вариации, вызванные суточным циклом водяного льда. Быстро сублимируя с поверхности ядра с восходом солнца, при наступлении ночной темноты иней снова начинает накапливаться путем намерзания водяного пара, просачивающегося из недр кометы.

Под пыльной сухой поверхностью ядра водяной лед распространен повсеместно, но неоднородно, с маленькими ледяными линзами, появляющимися и исчезающими в результате кометной активности. Иногда на поверхности открываются более крупные и толстые слои льда, образовавшиеся, судя по всему, во время предыдущих возвращений кометы к Солнцу.

«В то время как полетная часть миссии завершилась, анализ огромного количества научных данных, собранных «Розеттой», продолжается», – сказал Мэтт Тейлор, научный руководитель миссии.

Источник: http://blogs.esa.int/rosetta/2016/11/17/icy-surprises-at-rosettas-comet/