• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Rosetta-data avslöjar processen bakom en färgskiftande kameleontkomet

    Två års data från Rosettas VIRTIS-instrument har visat att kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko subtilt ändrade färg när den närmade sig solen och flyttade sig bort från den igen. När kometens kärna var långt från solen var kometens kärna rödare än de omgivande partiklarna i koma, som dominerades av iskorn med en diameter på cirka 100 mikrometer. Dock, när kometen närmade sig solen, kärnan blev blåare eftersom färsk is avslöjades. I kontrast, koman blev rödare när submikrometer stora dammkorn gjorda av organiskt material och kol kastades bort från kometen. När kometen flyttade bort från solen, aktiviteten på kometen minskade och färgerna återgick till kärnan och var rödare än koma. Kredit:European Space Agency

    En storslagen syntes av Rosetta-data har visat hur dess målkomet upprepade gånger ändrade färg under de två år som den sågs av rymdfarkosten. Kameleontkometens kärna blev gradvis mindre röd när den gjorde sitt nära pass runt solen, och sedan röd igen när den återvände till rymden.

    Precis som en kameleont ändrar färg beroende på sin miljö, det gjorde också kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Till skillnad från en kameleont, färgförändringarna på 67P/C-G reflekterar mängden vattenis som exponeras på ytan och i kometens omgivning.

    I början av Rosettas uppdrag, rymdfarkosten träffade kometen medan den fortfarande var långt från solen. På sådana avstånd, ytan var täckt av lager av damm och lite is syntes. Detta innebar att ytan såg röd ut när den analyserades med instrumentet VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer).

    När kometen närmade sig passerade den en viktig gräns, känd som frostlinjen. Förekommer på ett avstånd ungefär tre gånger längre från solen än jorden, allt inom frostlinjen kommer att värmas upp tillräckligt av solen så att isen kommer att förvandlas till en gas, en process som kallas sublimering.

    När Rosetta följde 67P/C-G över frostgränsen, VIRTIS började märka färgen på kometen förändras. När kometen närmade sig solen, uppvärmningen ökade och den dolda vattenisen började sublimera och tryckte också bort dammkornen. Detta avslöjade lager av orörd is, vilket gjorde att kärnan blev blåare i färgen som sågs av VIRTIS.

    Runt kometens kärna, situationen var den omvända. När kometen var långt från solen, det var lite damm runt kometen, men det som fanns innehöll vattenis och verkade därför blåare. Detta omgivande dammmoln kallas koma.

    När kometen korsade frostlinjen, isen i dammkornen som omger kärnan sublimerade snabbt, lämnar bara de uttorkade dammkornen. Och så blev koman rödare när den närmade sig perihelion, dess närmaste inställning till solen.

    När kometen var på väg tillbaka in i det yttre solsystemet, VIRTIS visade färgsituationen omvänd igen, så kärnan blev rödare och koman blåare.

    Rosetta navigationskamera (NavCam) bild tagen den 7 juli 2015 154 km från centrum av kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Bilden mäter 13,4 km tvärs över och har en skala på cirka 13,1 m/pixel. Bilden har rengjorts för att ta bort de mer uppenbara dåliga pixlarna och artefakterna från kosmiska strålar, och intensiteter har skalats. Kredit:ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0

    För att spåra hur kometen utvecklades, VIRTIS-teamet var tvungen att analysera mer än 4000 separata observationer som sträckte sig över två år av Rosetta-uppdraget.

    "För att svara på den stora frågan om hur en komet fungerar är det mycket viktigt att ha en lång tidsserie som denna, " säger Gianrico Filacchione från Italiens INAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, som ledde studien.

    Anledningen är att kometer är extremt dynamiska miljöer. Jets tenderar att snabbt dyka upp på deras ytor och sedan minska lika plötsligt. Därför, Att jämföra enstaka ögonblicksbilder riskerar att vår förståelse av kometens långsiktiga evolution påverkas av de övergående förändringarna. Att ha en så stor mängd mätningar, dock, innebär att även korta tidsskalaändringar kan spåras.

    "Korrelationen mellan vad som händer på kärnan är något helt nytt som inte kan göras från jorden, säger Gianrico.

    Detta beror på att markobservationer inte kan lösa en kometkärna, som i fallet med 67P/CG bara är ca 3 km stor. Nu när teamet kan beskriva och förstå både kometens långsiktiga utveckling, och stegen den tog på vägen, det betyder att avläsningarna från de andra instrumenten ombord på Rosetta kan sättas in i ett sammanhang.

    Men det betyder inte att vi vet allt om kometer. Spektralanalys visar att dammets röda färg skapas av så kallade organiska molekyler. Dessa är molekyler gjorda av kol, och det finns en rik variation av dem på kometen. Forskare tror att de är viktiga för att förstå hur liv bildades på jorden.

    För att studera dem på nära håll och identifiera dessa molekyler, dock, skulle kräva ett prov av kometens yta för att återföras till jorden. "Att ta tillbaka en bit av kometen till jorden är verkligen den heliga gralen för ett kometuppdrag, säger Gianrico.

    Tills det är möjligt, dock, han kommer att fortsätta att använda VIRTIS-data för att undersöka 67P/C-G:s organiska ämnen.

    "Det kommer definitivt fler spännande resultat framöver, " säger Matt Taylor, ESA Project Scientist för Rosetta, "Datainsamlingen kan vara över, men analysen och resultaten kommer att fortsätta i flera år ännu, lägga till det rika arvet av kometkunskap som Rosetta tillhandahåller."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com