Все выделенные области можно отнести к одному из пяти основных форм рельефа: засыпанные пылью равнины, хрупкий материал с ямами и круглыми структурами, крупномасштабные депрессии, сглаженные равнины и обнаженные консолидированные поверхности.

Примером засыпанных пылью равнин могут служить области Маат и Аш. Пылевой покров возникает в результате кометной активности – медленные частицы кометного вещества, которые не смогли преодолеть силу притяжения ядра, постепенно оседают обратно на поверхность, формируя осадочный слой толщиной от 1 до 5 метров. Этот покров скрывает мелкие детали рельефа, но не может скрыть крупные. Томас с коллегами полагает, что частицы водяного льда размером больше нескольких миллиметров не успевают полностью сублимировать до своего падения обратно на ядро и должны образовывать яркие отложения, являющиеся источником водяного пара. Однако основная масса пыли должна быть образована «пушистыми» пылевыми частицами, богатыми нелетучей органикой (например, полимерами, имеющими собирательное название «кометные толины»). 

Снимки высокого разрешения демонстрируют на поверхности засыпанных пылью равнин структуры, напоминающие песчаные дюны. Как считают авторы исследования, эти дюны могли возникнуть в результате переноса пыли газовыми струями, бьющими из недр кометы. В области Хапи также можно видеть отдельные валуны с пылевыми хвостами.

Конечно, плотность газа в газовых выбросах мала, однако из-за высокой скорости потока (~300 м/сек) и малой силе притяжения на поверхности кометы газовые струи могут эффективно переносить частицы размером до 10 см. Для малых частиц также может быть эффективна электростатическая левитация, когда частицы, получившие под действием солнечного ультрафиолета положительный заряд, поднимаются над положительно же заряженной поверхностью и перемещаются через линию терминатора в тень, где поверхность заряжена отрицательно. 

Другие области, такие, как Сет или Имхотеп, демонстрируют совсем другой характер поверхности. Породы в этих зонах, получили название «хрупкий консолидированный материал». В этих областях многочисленны трещины и разломы, видны следы обрушений и оползней. Рядом со следами оползней часто можно увидеть крупные валуны и другие обломки.

Авторы статьи полагают, что такой же хрупкий материал лежит и под пылевыми отложениями гладких равнин. Многочисленные свидетельства обрушения (несмотря на очень низкую силу тяжести) говорят о крайне низком пределе прочности кометного материала. Оценив с помощью простой механики силу, необходимую для поддержания некоторых выступов и козырьков на поверхности ядра, авторы пришли к выводу, что она не превышает 20 Па. 

В области Сет преобладают круглые ямы с плоским дном и крутыми стенками. Происхождение этих ям уже обсуждалось в статье Хольгера Зиркса – это жерла, откуда вырываются потоки газа и пыли. Среди ям есть как активные, так и уже «потухшие». Плоское дно ям почти всегда перпендикулярно местному вектору силы тяжести и засыпано пылью и обломками. Самое крупное жерло имеет диаметр около 650 метров!

Еще одной заметной особенностью рельефа ядра кометы являются крупномасштабные депрессии, например, такие, как Хатмехит. Диаметр Хатмехит достигает 1 км, депрессия расположена на малой половине («голове») ядра кометы. Ее глубина мала, а значит, это не чашеобразный кратер, подобные которому можно видеть на многих небесных телах. Пока происхождение крупномасштабных депрессий неясно.

И «голова», и «тело» ядра кометы могут похвастаться одной крупномасштабной депрессией неправильной формы каждая. Депрессия на «теле» получила название Атен, депрессия на «голове» – Нут. Атен соседствует с областью Аш, обильно засыпанной пылью и обломками, однако сама депрессия лишена сколь-нибудь значительного количества пыли. Нет там и валунов. По краям депрессии виден разрушенный консолидированный хрупкий материал. Все это привело Томаса с коллегами к выводу, что депрессия Атен сформировалась в результате одного или нескольких событий катастрофической потери массы, когда отложения пыли и верхний слой хрупкого материала были выброшены вон. Объем депрессии Атен достаточно велик – 0.12 куб.км. Считая, что за одно возвращение к Солнцу комета Чурюмова-Герасименко теряет 3-5·10⁹ кг, можно оценить, что Атен сформировалась за 10-20 оборотов вокруг Солнца.

Типичными представителями гладких равнин являются области Имхотеп, Анубис и Хапи. Наиболее показательна здесь область Имхотеп. В ней доминирует гладкая поверхность общей площадью более 0.7 кв. км. В отличие от засыпанных пылью равнин гладкие области имеют слоистую структуру. По краям гладкой области можно видеть приподнятые круговые структуры (на снимке одна из них отмечена буквой D), которые, возможно, являются грязевыми вулканами. С юга к гладкой равнине области Имхотеп примыкает приподнятая круглая особенность диаметром около 650 метров (отмечена буквой G), также частично покрытая гладким материалом.

Область Хапи расположена на перешейке между «головой» и «телом» ядра кометы. Хапи имеет размеры 2.2х0.8 км, охватывая перешеек незамкнутым кольцом в 140°. Хапи засыпана толстым слоем пыли, на котором выделяется скопление крупных валунов. Именно здесь, в области перешейка, наблюдается наибольшая кометная активность. Над Хапи возвышается 900-метровая стена утесов области Хатор.

Обрывистая стена Хатор покрыта вертикальными и горизонтальными бороздами, придающими ей слоистый вид. Стена примерно параллельна локальному вектору силы тяжести, что говорит о ее прочности по сравнению с хрупким консолидированным материалом, о котором говорилось выше. На стене Хатор встречаются небольшие (диаметром менее 10 метров) яркие участки более голубоватого оттенка, чем окружающая поверхность. Обычно их размеры составляют 2-5 метров, и они на 20% ярче в оранжевых лучах (длина волны 649 нм). Томас с коллегами считают, что эти участки содержат больше летучих (прежде всего водяного льда), и что именно ими объясняется повышенная активность области Хапи. Откалываясь от стены, куски богатого льдом вещества падают вниз в область перешейка и там постепенно сублимируют, формируя газопылевые струи.

Аналогичные яркие голубоватые валуны метрового размера можно наблюдать на границе областей Беби и Кепри. Яркость некоторых валунов почти в 10 раз превышает яркость гладких равнин области Имхотеп.

Многие снимки поверхности ядра, сделанные с высоким разрешением, показывают большое количество глубоких разломов и трещин, частично пересекающих друг друга. В области Мафтет есть несколько ям неправильной формы глубиной 10-20 метров и шириной 100-150 метров. Окружающие области рассечены на блоки примерно тех же размеров. Авторы статьи интерпретируют эти наблюдения как свидетельства «взрывного», резкого отламывания огромных кусков породы в результате быстрой сублимации льдов, находящихся на некоторой глубине под поверхностью и расширения образовавшихся газов. «Разрывающее» давление авторы оценивают в несколько десятков паскалей, а в качестве основных движущих сил этого процесса – льды углекислого и угарного газов (но не водяной лед).

В мае 2015 года на комете наступит равноденствие. Области вблизи южного полюса, сейчас скованные морозом и погруженные в полярную ночь, попадут под прямые солнечные лучи. Ученые ожидают, что это приведет к резкому росту активности кометы Чурюмова-Герасименко. «Розетту» ждут очень увлекательные месяцы наблюдений и открытий!

Источник: http://www.sciencemag.org/content/347/6220.toc