Przykład głazu, który przemieścił się po powierzchni komety 67P/Churyumova-Gerasimenko, uchwycony na zdjęciach Rosetta OSIRIS. Źródło: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)

Naukowcy analizujący zdjęcia wykonane w ramach misji ESA Rosetta odkryli więcej dowodów na dziwne podskakujące skały i dramatyczne zawalenia się klifów. Rosetta badała kometę 67P/Churyumov-Gerasimenko w okresie od sierpnia 2014 r. do września 2016 r., zbierając dane o środowisku pyłowym, gazowym i plazmowym komety, jej właściwościach powierzchniowych i strukturze wewnętrznej.

Naukowcy szukali zmian na powierzchni komety w ramach analizy około 76 000 obrazów o wysokiej rozdzielczości zarejestrowanych kamerą OSIRIS. W szczególności są zainteresowani porównaniem okresu, gdy kometa znajduje się najbliżej Słońca – znanego jako peryhelium – z tym po tej najbardziej aktywnej fazie, aby lepiej zrozumieć procesy napędzające ewolucję powierzchni.

Przykład głazu, który przemieścił się po powierzchni komety 67P/Churyumova-Gerasimenko, uchwycony na zdjęciach Rosetta OSIRIS. Pierwszy obraz (po lewej) przedstawia widok komety wraz z przybliżeniem badanego regionu. Mniejsze obrazy po prawej pokazują przed i po zdjęcia regionu zawierającego odbijający się głaz, zrobione odpowiednio 17 marca 2015 r. i 19 czerwca 2016 r. Ślad głazu pozostał w miękkim regolicie pokrywającym powierzchnię komety, po tym jak zatrzymał się. Uważa się, że spadł z pobliskiego klifu, który ma około 50 m wysokości. Grafika na dole ilustruje ścieżkę głazu, który odbijał się po powierzchni, ze wstępnymi pomiarami „kraterów”. Źródło: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0); Analysis: J-B. Vincent et al (2019)
Przykład głazu, który przemieścił się po powierzchni komety 67P/Churyumova-Gerasimenko, uchwycony na zdjęciach Rosetta OSIRIS. Pierwszy obraz (po lewej) przedstawia widok komety wraz z przybliżeniem badanego regionu. Mniejsze obrazy po prawej pokazują przed i po zdjęcia regionu zawierającego odbijający się głaz, zrobione odpowiednio 17 marca 2015 r. i 19 czerwca 2016 r. Ślad głazu pozostał w miękkim regolicie pokrywającym powierzchnię komety, po tym jak zatrzymał się. Uważa się, że spadł z pobliskiego klifu, który ma około 50 m wysokości. Grafika na dole ilustruje ścieżkę głazu, który odbijał się po powierzchni, ze wstępnymi pomiarami „kraterów”. Źródło: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0); Analysis: J-B. Vincent et al (2019)

Luźne szczątki są widoczne na całej komecie, ale czasami głazy zostały złapane w wyniku wyrzucenia w przestrzeń lub przetoczenia się po powierzchni. Niedawno zidentyfikowano nowy przykład odbijającego się głazu w obszarze „gładkiej szyi”, który łączy dwa płaty komety – to obszar, który przeszedł wiele zauważalnych, dużych zmian powierzchni w trakcie misji. Głaz o szerokości około 10 m spadł najwyraźniej z pobliskiego klifu i odbił się kilka razy po powierzchni bez pękania, pozostawiając ślady stóp w luźno skonsolidowanym materiale powierzchniowym.

Uważamy, że spadł z pobliskiego 50-metrowego klifu i jest największym fragmentem tego osuwiska, o masie około 230 ton. Tak wiele wydarzyło się na tej komecie między majem a grudniem 2015 r., kiedy była najbardziej aktywna, ale niestety z powodu tej aktywności musieliśmy trzymać Rosettę w bezpiecznej odległości. W związku z tym nie mamy wystarczająco bliskiego obrazu, aby zobaczyć oświetlone powierzchnie o wystarczającej rozdzielczości, które dokładnie wskazują lokalizację głazu przed przemieszczeniem.” – powiedział Jean-Baptiste Vincent z DLR Institute for Planetary Research.

Badanie ruchów głazów w różnych częściach komety pomaga określić właściwości mechaniczne zarówno spadającego materiału, jak i terenu, na którym ląduje. Materiał komety jest ogólnie bardzo kruchy w porównaniu z lodem i skałami, które znamy na Ziemi: głazy na komecie 67P/C-G są około sto razy bardziej kruche niż świeżo ubity śnieg.

W kilku lokalizacjach wokół komety zaobserwowano także inny rodzaj zmian, takie jak dramatyczne uchwycenie upadku 70-metrowego odcinka klifu Asuan zaobserwowanego w lipcu 2015 r. Ale naukowcy Ramy El-Maarry i Graham Driver z University of London z pomocą swoich studentów, mogli odkryć jeszcze większe zawalenie, związane z jasną eksplozją obserwowaną 12 września 2015 r. wzdłuż podziału półkuli północno-południowej.

„Wydaje się, że jest to jedno z największych zawaleń klifowych, jakie widzieliśmy na komecie za życia Rosetty, z zawaleniem powierzchni około 2000 metrów kwadratowych.”

– powiedział Ramy.
Obrazy przed i po zawaleniu się klifu na komecie 67P/Churyumov-Gerasimenko. W górnych panelach żółte strzałki pokazują położenie skarpy na granicy między oświetloną półkulą północną a ciemną południową półkulą w momentach przed i po wybuchu (odpowiednio wrzesień 2014 i czerwiec 2016). Dolne panele pokazują zbliżenia górnych paneli; niebieska strzałka wskazuje na skarpę, która wydaje się zapadnięta na zdjęciu po wybuchu. Dwa głazy (1 i 2) są oznaczone dla orientacji. Źródło: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)
Obrazy przed i po zawaleniu się klifu na komecie 67P/Churyumov-Gerasimenko. W górnych panelach żółte strzałki pokazują położenie skarpy na granicy między oświetloną półkulą północną a ciemną południową półkulą w momentach przed i po eksplozji (odpowiednio wrzesień 2014 i czerwiec 2016). Dolne panele pokazują zbliżenia górnych paneli; niebieska strzałka wskazuje na skarpę, która wydaje się zapadnięta na zdjęciu po eksplozji. Dwa głazy (1 i 2) są oznaczone dla orientacji. Źródło: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)

Podczas przejścia peryhelium, południowa półkula komety była poddawana dużemu oddziaływaniu słonecznemu, co skutkowało zwiększonym poziomem aktywności i intensywniejszą erozją niż gdzie indziej na komecie. Kontrola zdjęć przed i po pozwala nam upewnić się, że skarpa była nienaruszona co najmniej do maja 2015 r. Lokalizacja w tym szczególnie aktywnym regionie zwiększa prawdopodobieństwo, że zawalenie ma związek z eksplozją, która miała miejsce we wrześniu 2015 r.

Szczegółowe spojrzenie na szczątki wokół zawalonego regionu sugeruje, że w przeszłości miały tu miejsce inne duże wydarzenia erozyjne. Naukowcy Ramy i Graham odkryli, że szczątki zawierają bloki o zmiennej wielkości sięgające dziesiątek metrów, znacznie większe niż populacja głazów po zawaleniu się klifu Asuanu, który składa się głównie z głazów o średnicy kilku metrów. Ta zmienność rozkładu wielkości powalonych gruzów sugeruje albo różnice w warstwowych materiałach komety i/lub różne mechanizmy zawalenia się klifu.

Badanie zmian takich komet nie tylko daje wgląd w dynamiczną naturę tych małych ciał w krótkich skalach czasowych, ale zawalenia się klifów na większą skalę zapewniają unikalne widoki na wewnętrzną strukturę komety, pomagając połączyć ewolucję komety w dłuższych skalach czasowych.

„Zestawy danych Rosetty wciąż nas zaskakują i to wspaniałe, że kolejne pokolenie studentów dokonuje ekscytujących odkryć.”

– dodaje Matt Taylor, naukowiec projektu Rosetta z ESA.