Учені в надрах комети 67P виявили порожнини глибиною до 47 метрів

Порожнини глибиною до 47 метрів виявили французькі вчені в надрах комети 67P/Чурюмова – Герасименко. Відкриття, ймовірно, допоможе пояснити причину загадкових струменів матеріалу, що походять від цього космічного тіла, які астрономи спостерігали майже 10 років тому.

Фахівці знають, що входить до складу комет Сонячної системи — лід, замерзлі гази, пил, метали та каміння. Але вченим практично нічого невідомо про внутрішній устрій таких тіл. Печери могли б у цьому допомогти: вони дають можливість вивчати геологічну будову надр зсередини, причому набагато детальніше, ніж це роблять за допомогою тих самих свердловин. Але й досі дослідники не знаходили печери на кометах.

Французький астрофізик Філіп Ламі (Philippe Lamy) з Національного центру наукових досліджень Франції та його колеги змогли виявити заповнені льодом порожнини на кометі 67P/Чурюмова — Герасименко. Для цього вони використали тривимірну реконструкцію поверхні небесного тіла, створену на основі знімків високої роздільної здатності, які зробив прилад OSIRIS космічного апарату «Розетта» 9-10 квітня 2016 року.

Реконструкція показала, що у ядрі 67P є три глибокі печери. Вчені створили анагліфні 3D-зображення, щоб побудувати тривимірну форму цих порожнин і дізнатися про їхню приблизну глибину. Виявилося, що вона становить від 20 до 47 метрів. Наукова робота про це спрямована на публікацію в журналі MNRAS, з її текстом можна ознайомитися на сервері препринтів arXiv.

«Візуально ці печери виглядають як яскраві плями розміром від 15 до 30 метрів. Ми припускаємо, що таких печер на кометі досить багато, але ми не маємо даних, щоб це довести», — пояснив Ламі. 

Його команда також наблизилася до відповіді на питання, як виникли струмені газу та пилу, що виходять від комети, які вчені спостерігали у 2015 році. Ці струмені з’являлися щоранку, коли сонячне світло нагрівало холодну поверхню 67P. 

За допомогою теплової моделі фахівці з’ясували, що, наприклад яскравий джет, зареєстрований 18 липня 2015 року, утворився під час короткочасного освітлення однієї з трьох порожнин. Тобто механізм утворення цих струменів цілком зрозумілий: коли сонячне світло проникає в печеру, воно розтоплює лід і в результаті матеріал піднімається на поверхню.

Поки не ясно, з чого саме складається лід у цих порожнинах, але якщо він водяний, то становитиме особливий інтерес для вчених. За деякими даними, комета 67P/Чурюмова — Герасименко утворилася приблизно в той же час, що Сонячна система майже 4,6 мільярда років. Це означає, що крига, що лежить у надрах комети, ймовірно, зберігалася там протягом мільярдів років. Його дослідження допомогло зрозуміти, звідки взялася вода на Землі. У будь-якому випадку остаточно прояснити питання про склад кометного льоду може лише нова космічна місія до цього тіла.

У 2004 році для дослідження комети 67P/Чурюмова — Герасименко Європейське космічне агентство (ESA) відправило зонд «Розетта» з апаратом «Філі», що спускається на борту. Через 10 років станція вийшла на розрахункову орбіту, і на поверхню комети було спущено 100-кілограмовий модуль. На превеликий жаль, «Філі» зміг пропрацювати лише приблизно 60 годин (невдале місце посадки, внаслідок чого сонячні батареї розрядилися). 

Але цього часу було достатньо, щоб апарат зробив своє відкриття. Він знайшов у викиданих кометою газах молекули органічних речовин. Деякі їх містили атоми вуглецю, без якого неможлива відома нам форма життя.

Через рік значне відкриття зробила і «Розетта». Станція зафіксувала в комі комети наявність не лише води, монооксиду вуглецю та діоксиду вуглецю, але й несподівано велику кількість молекул кисню, що стало несподіванкою для вчених. Згідно з сучасними моделями Сонячної системи, кисень мав зникнути до моменту утворення 67P, близько 4,6 мільярда років тому, внаслідок низки «гарячих хімічних процесів». Ці процеси мали призвести до реакції між киснем і воднем, що, своєю чергою, призводить до утворення бінарної сполуки оксиду водню чи води. «Розетта» вивчала комету протягом двох років, з 2014 по 2016-й.

У 2016 році німецькі вчені опублікували статтю, в якій розповіли, що приблизно 70-80 відсотків від загального обсягу Чурюмова — Герасименко займають порожнечі комети, що розподіляються по надрах, рівномірно. Тоді дослідники припустили, що на кометі трапляються мікроскопічні печери, але доказів не надали.