Rosettas Komet funkelt mit Eis und bläst Staub aus den Dolinen

Der Komet 67P / C-G mag mit einem Durchmesser von nur 4 km winzig sein, aber seine vielfältigen Landschaften und die Prozesse, die sie formen, sind erstaunlich. Zu sagen, dass die Natur viel in kleine Pakete packt, ist eine Untertreibung.

In neu veröffentlichten Bildern von Rosettas hochauflösendes OSIRISWissenschaftskamerascheint der Komet fast lebendig zu sein. Sonnenlicht schimmert von eisigen Felsbrocken und Pfannkuchenlöcher sprengen Geysire aus Staub in das umgebende Koma.

Laut einer neuen Studie, die gerade in der Zeitschrift veröffentlicht wurde, befinden sich auf der Oberfläche des Kometen mehr als hundert Flecken Wassereis mit einem Durchmesser von 6 bis 15 Fuß (einige Meter) Astronomie & Astrophysik.Aus früheren Studien und Messungen wissen wir, dass Kometen reich an Eis sind. Während sie von der Sonne erwärmt werden, verdampft das Eis und trägt eingebettete Staubpartikel weg, die die Atmosphäre oder das Koma des Kometen bilden und ihm ein unscharfes Aussehen verleihen.

Nicht all das feine Pulver verlässt den Kometen. Einige setzen sich wieder an der Oberfläche ab, bedecken das Eis und schwärzen den Kern. Dies erklärt, warum alle Kometen, die wir aus der Nähe gesehen haben, schwärzer als Kohle sind, obwohl sie aus schneebedecktem Material bestehen.

Wissenschaftler haben 120 Regionen auf der Oberfläche von identifiziert Komet 67P / Churyumov-Gerasimenko das sind bis zu zehnmal heller als die durchschnittliche Oberflächenhelligkeit. Einige sind einzelne Felsbrocken, während andere Cluster aus hellen Flecken bilden. In hoher Auflösung scheinen viele Felsbrocken zu sein, auf deren Oberfläche Eis ausgesetzt ist. Die Cluster befinden sich oft am Fuße überhängender Klippen und sind wahrscheinlich dort angekommen, als die Klippenwände einstürzten, eine Lawine eisiger Felsen bergab schickten und frisches Eis freilegten, das nicht von dunklem Staub bedeckt war.

Interessanter sind die isolierten Felsbrocken, die hier und da zu finden scheinen und keine Beziehung zum umgebenden Gelände zu haben scheinen. Wissenschaftler glauben, dass sie im George Jetson-Stil angekommen sind, als sie durch die explosive Verdampfung von Eis von der Oberfläche des Kometen geschleudert wurden, um später an einem neuen Ort zu landen. Die äußerst niedrige Schwerkraft des Kometen macht dies möglich. Lassen Sie dieses Bild für einen Moment in Ihrem Kopf marinieren.

Alle bisher gesehenen eisglitzernden Felsbrocken wurden in schattigen Regionen gefunden, die keinem Sonnenlicht ausgesetzt waren, und es wurden über einen Monat lang keine Veränderungen in ihrem Aussehen beobachtet.

„Wassereis ist die plausibelste Erklärung für das Auftreten und die Eigenschaften dieser Merkmale“, sagt Antoine Pommerol von der Universität Bern und Hauptautor der Studie.

Woher wissen wir, dass es sich um Wassereis handelt und nicht um CO2 oder eine andere Form von Eis? Einfach. Bei den Beobachtungen wäre das Wassereis mit einer Geschwindigkeit von 1 mm pro Stunde Sonnenbeleuchtung verdampft. Im Gegensatz dazu hätte sich Kohlenmonoxid- oder Kohlendioxideis, das viel niedrigere Gefrierpunkte aufweist, im Sonnenlicht schnell sublimiert. Wassereis verdampft im Vergleich viel langsamer.

Labortests mit Eis, gemischt mit verschiedenen Mineralien unter simuliertem Sonnenlicht, ergaben, dass die Sublimation nur wenige Stunden dauerte, um eine nur wenige Millimeter dicke Staubschicht zu erzeugen. Aber es war genug, um Anzeichen von Eis zu verbergen. Sie fanden auch heraus, dass kleine Staubbrocken manchmal abbrachen, um frisches Eis darunter freizulegen.

„Eine 1 mm dicke Schicht dunklen Staubes reicht aus, um die darunter liegenden Schichten vor optischen Instrumenten zu verbergen“, bestätigt Holger Sierks, OSIRIS-Hauptforscher am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung.

Es scheint dann, dass die Oberfläche des Kometen 67P größtenteils mit dunklem Staub bedeckt ist und nur wenig frisches Eis ausgesetzt ist, was auf Veränderungen in der Landschaft wie bröckelnde Klippen und das Werfen von Felsbrocken aufgrund von Jet-Aktivitäten zurückzuführen ist. Wenn sich der Komet dem Perihel nähert, wird ein Teil dieses Eises dem Sonnenlicht ausgesetzt, während neue Flecken auftreten können. Sie, ich und das Rosetta-Team können es kaum erwarten, die Änderungen zu sehen.

Haben Sie sich jemals gefragt, wie ein Komet seine Jets bekommt? In einer weiteren neuen Studie, die im Wissenschaftsjournal erscheint NaturEin Forscherteam berichtet, dass 18 aktive Gruben oder Dolinen in der nördlichen Hemisphäre des Kometen identifiziert wurden. Diese grob kreisförmigen Löcher scheinen die Quelle der eleganten Düsen zu sein, wie sie auf dem Foto oben zu sehen sind. Die Gruben haben eine Größe von 30 bis 100 Metern und eine Tiefe von bis zu 210 Metern. Zum ersten Mal können einzelne Jets auf bestimmte Gruben zurückgeführt werden.

Auf speziell bearbeiteten Fotos ist Material zu sehen, das aus Grubenwänden strömt, wie Schnee von einer Beschneiungsmaschine. Unglaublich!

„Wir sehen Jets, die aus den gebrochenen Bereichen der Wände in den Gruben entstehen. Durch diese Brüche können unter der Oberfläche eingeschlossene flüchtige Stoffe leichter erwärmt werden und anschließend in den Weltraum entweichen “, sagte Jean-Baptiste Vincent vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Hauptautor der Studie.

Ähnlich wie sich auf der Erde Dolinen bilden, glauben Wissenschaftler, dass sich Gruben bilden, wenn die Decke eines unterirdischen Hohlraums zu dünn wird, um sein eigenes Gewicht zu tragen. Wenn nichts darunter ist, um es festzuhalten, kollabiert es und legt frisches Eis frei, unter dem es schnell verdampft. Beim Verlassen des Lochs bildet sich ein kollimierter Staub- und Gasstrahl.

Die Autoren des Papiers schlagen drei Möglichkeiten für die Bildung von Gruben vor:

* Der Komet kann Hohlräume enthalten, die seit seiner Entstehung vorhanden waren. Ein Zusammenbruch kann entweder durch Verdampfen von Eis oder durch seismisches Schütteln ausgelöst werden, wenn Felsbrocken an anderer Stelle auf dem Kometenland zurück auf die Oberfläche geworfen werden.
* Direkte Sublimation von Taschen mit flüchtigen (leichter verdampfbaren) Eisarten wie Kohlendioxid und Kohlenmonoxid unter der Oberfläche, wenn Sonnenlicht den dunklen Oberflächenstaub erwärmt und Wärme darunter überträgt.
* Energie, die durch Wassereis freigesetzt wird, ändert seinen physikalischen Zustand von amorph zu seiner normalen kristallinen Form und stimuliert die Sublimation des umgebenden flüchtigeren Kohlendioxid- und Kohlenmonoxideises.

Die Forscher glauben, dass sie das Erscheinungsbild der Dolinen nutzen können, um verschiedene Teile der Kometenoberfläche zu altern – je mehr Gruben sich in einer Region befinden, desto jünger und weniger bearbeitet ist die Oberfläche. Sie weisen auf die südliche Hemisphäre von 67P / C-G hin, die mehr Energie von der Sonne erhält als der Norden und zumindest vorerst keine Grubenstrukturen aufweist.

Die aktivsten Gruben haben steile Seiten, während die am wenigsten weichen Konturen aufweisen und mit Staub gefüllt sind. Es ist sogar möglich, dass ein teilweiser Zusammenbruch die Ursache für gelegentliche Ausbrüche ist, wenn sich ein Komet von der Erde aus gesehen plötzlich aufhellt und vergrößert. Rosetta beobachtete einen solchen Ausbruch im vergangenen April. Und diese Löcher können den Staub wirklich rauswerfen! Es wird geschätzt, dass ein typischer Zusammenbruch einer vollständigen Grube eine Milliarde Kilogramm Material freisetzt.

Mit Rosetta in bester Gesundheit und noch bevorstehendem Perihel liegen große Dinge vor uns. Vielleicht erleben wir einen neuen Einsturz des Sinklochs, eine eisige Lawine oder sogar schwebende Felsbrocken!

Quellen: 1, 2

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