En studie publicerad 21 mars, 2017 i tidningen Vetenskap sammanfattar de typer av ytförändringar som observerats under de två år som European Space Agency:s rymdskepp Rosetta ägnade åt att undersöka kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Anmärkningsvärda skillnader ses före och efter kometens mest aktiva period - perihelion - när den nådde sin närmaste punkt till solen längs sin bana.

"Att övervaka kometen kontinuerligt när den passerade det inre solsystemet gav oss en enastående insikt inte bara om hur kometer förändras när de reser nära solen, men också hur snabbt dessa förändringar sker, "sa Mohamed El-Maarry, en kometforskare vid University of Colorado, Boulder och huvudförfattaren till studien.

Förändringarna är kopplade till olika geologiska processer:vittring och erosion, sublimering av vattenis, och mekaniska påfrestningar från komets snurr.

"Kometlandskap är fascinerande. De skulpteras av långsam erosion och dramatiska utbrott, "sa Dennis Bodewits, en assisterande forskare inom astronomi vid University of Maryland som är medförfattare till studien. "En av nyckelpunkterna i detta dokument är att de observerade förändringarna är små och relativt subtila. Funktioner som stora hål tyder på att mer våldsam aktivitet är sällsynt på tidsskalan för en omloppsperiod."

Vittring sker över hela kometen, där konsoliderade material försvagas - till exempel genom uppvärmnings- och kylcykler på dagliga eller säsongsbetonade tidsskalor - vilket orsakar deras fragmentering. I kombination med uppvärmning av underjordiska isar som leder till gasflöden, detta kan i slutändan resultera i en plötslig kollaps av klippväggar, vars bevis är uppenbara på flera platser på kometen.

En helt annan process antas vara ansvarig för en 500 meter lång fraktur som upptäcktes i augusti 2014 som löper genom kometens hals i Anuket-regionen. Denna fraktur visade sig ha förlängts med cirka 30 meter i december 2014. Detta är kopplat till kometens ökande centrifugeringshastighet fram till perihelion. Vidare, på bilder tagna i juni 2016, en ny 150 till 300 meter lång fraktur identifierades parallellt med den ursprungliga frakturen.

Nära frakturerna, en fyra meter bred sten som rör sig med cirka 15 meter, enligt bestämning genom att jämföra bilder tagna i mars 2015 och juni 2016. Det är inte klart om stenbrottens förlängning och rörelse är relaterade till varandra eller orsakade av olika processer.

En betydligt större sten, cirka 30 meter brett och väger 12, 800 ton, befanns ha flyttat sig imponerande 140 meter i Khonsu -regionen, på den större av de två kometloberna.

Man tror att stenblocken rörde sig under perihelionperioden, eftersom flera utbrottshändelser upptäcktes nära dess ursprungliga position. Rörelsen kunde ha utlösts på ett av två sätt:antingen eroderades en stor mängd underliggande material, låter stenblocken rulla nedåt, eller ett kraftigt utbrott kunde ha lyft stenblocken direkt till den nya platsen.

Erosion orsakad av sublimering av material, och avlagring av damm som faller från utbrott, anses också vara ansvariga för att skulptera landskapet på olika sätt. Till exempel, scarps i flera släta slätter har observerats dra sig tillbaka med tiotals meter och med en hastighet av upp till några meter per dag runt perihelion.

"Scarp retreats observerades tidigare på Comet Tempel 1, härleddes genom att jämföra bilder som tagits under flybys av kometen av NASA:s Deep Impact 2005, och Stardust-NExT 2011, "sa El-Maarry." Det vi kunde göra med Rosetta var att övervaka liknande förändringar kontinuerligt, och med en högre upplösning. Våra observationer berättar dessutom för oss att skarp reträtt verkar vara en vanlig process på kometer, specifikt i smidiga insättningar. "

Vidare, på de släta slätterna i Imhotep -regionen, tidigare dolda cirkulära drag och små stenblock har exponerats genom avlägsnande av material. På en plats, ett djup på cirka tre meter hade tagits bort, troligen genom sublimering av underliggande is.

Förändringar noterades också i kometens släta nackregion, nära distinkta krusningar som liknades med jordens sanddyner när de först identifierades. Noggrann övervakning av krusningsformationerna visade att denna plats också visade expanderande cirkulära funktioner i det mjuka materialet som nådde diametrar på 100 meter på mindre än tre månader. De bleknade därefter för att ge upphov till nya uppsättningar krusningar.

Forskarna spekulerar i att den upprepade utvecklingen av dessa unika egenskaper på samma plats måste kopplas till den krökta strukturen i nackregionen som styr flödet av sublimeringsgas på ett visst sätt.

En annan typ av förändring är utvecklingen av bikakeliknande egenskaper som märks i de dammiga terrängerna i Ma'at-regionen på kometens lilla flik på norra halvklotet, markerad av en ökning av ytjämnheten under de sex månaderna fram till perihelion.

I likhet med andra säsongsförändringar, dessa funktioner bleknade väsentligt efter perihelion, förmodligen till följd av återupplivning genom avsättning av nya partiklar som matas ut från södra halvklotet under denna aktiva period.

"Denna dokumentation av förändringar över tiden var ett av de viktigaste målen för Rosettas uppdrag, och visar kometenas yta som geologiskt aktiv, på både säsongs- och korta övergående tidsramar, "sa Matt Taylor, Rosetta -projektforskare för European Space Agency.

Forskarna noterar också att även om många småskaliga lokaliserade förändringar har skett, det fanns inga större formförändrande händelser som signifikant förändrade kometens övergripande utseende. Markbaserade observationer under de senaste decennierna tyder på liknande aktivitetsnivåer under varje perihel, så forskarna tror att de stora landformerna som ses under Rosettas uppdrag skulpterades under en annan orbitalkonfiguration.

"På UMD, vi använder teleskop som Swift och Spitzer för att titta på kometernas aktivitet när de närmar sig solen för första gången, "sa Michael A'Hearn, en framstående universitetsprofessor emeritus i astronomi vid UMD och en medförfattare till studien. A'Hearn fungerade också som huvudutredare på Deep Impact -uppdraget. "Vi vet att sådana kometer verkligen är mycket aktiva. Men Rosetta tillät oss att i detalj se vad denna aktivitet gjorde med ytan av kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko."

Forskningspapperet, "Ytförändringar på kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko föreslår ett mer aktivt förflutet, "Mohamed El-Maarry et al., publicerades 21 mars, 2017 i tidningen Vetenskap .

Ett kompletterande papper, "Den orörda interiören i kometen 67P avslöjades av det kombinerade Aswan -utbrottet och klippkollaps, "av M. Pajola et al, publiceras också idag i Natur Astronomi . Läs vår nyhet här.