Komeet 67P / C-G is misschien klein met een doorsnede van slechts 4 km, maar de diverse landschappen en de processen die ze vormen, zijn verbluffend. Zeggen dat de natuur veel in kleine pakketten verpakt, is een understatement.
In nieuw uitgebrachte foto's van Rosetta's OSIRIS met hoge resolutiewetenschapscamera, lijkt de komeet bijna levend. Zonlicht glinstert van ijzige rotsblokken en pannenkoeken-zinkgaten blazen geisers van stof in het omringende coma.
Volgens een nieuwe studie die zojuist in het tijdschrift is gepubliceerd, stippelen meer dan honderd stukken waterijs van zo'n 6 tot 15 voet breed (een paar meter) het oppervlak van de komeet uit Astronomie en astrofysica.Uit eerdere studies en metingen weten we dat kometen rijk zijn aan ijs. Terwijl ze worden verwarmd door de zon, verdampt ijs en voert het ingesloten stofdeeltjes af die de atmosfeer of coma van de komeet vormen en het een wazig uiterlijk geven.
Niet al dat fijne poeder verlaat de komeet. Sommigen gaan terug naar de oppervlakte, bedekken het ijs en maken de kern zwart. Dit verklaart waarom alle kometen die we van dichtbij hebben gezien, zwarter zijn dan steenkool, ondanks dat ze zijn gemaakt van materiaal dat zo helder is als sneeuw.
Wetenschappers hebben 120 regio's aan de oppervlakte geïdentificeerd Komeet 67P / Churyumov-Gerasimenko die tot tien keer helderder zijn dan de gemiddelde helderheid van het oppervlak. Sommige zijn individuele rotsblokken, terwijl andere clusters van heldere stippen vormen. In hoge resolutie gezien lijken veel rotsblokken met blootstelling van ijs op hun oppervlak; de clusters zijn vaak te vinden aan de voet van overhangende kliffen en zijn waarschijnlijk daar terechtgekomen toen klifwanden instortten, waardoor een lawine van ijzige rotsen bergafwaarts ging en vers ijs werd blootgelegd dat niet bedekt was met donker stof.
Interessanter zijn de geïsoleerde her en der gevonden rotsblokken die geen verband lijken te houden met het omringende terrein. Wetenschappers denken dat ze in George Jetson-stijl zijn aangekomen toen ze van het oppervlak van de komeet werden gestoten door de explosieve verdamping van ijs om later op een nieuwe locatie te landen. De extreem lage zwaartekracht van de komeet maakt dit mogelijk. Laat dat beeld even in je opkomen.
Alle tot nu toe geziene glinsterende rotsblokken werden gevonden in schaduwrijke gebieden die niet werden blootgesteld aan zonlicht, en er werden geen veranderingen waargenomen in hun uiterlijk gedurende een maand aan waarnemingen.
'Waterijs is de meest plausibele verklaring voor het voorkomen en de eigenschappen van deze kenmerken', zegt Antoine Pommerol van de Universiteit van Bern en hoofdauteur van de studie.
Hoe weten we of het waterijs is en geen CO2 of een andere vorm van ijs? Gemakkelijk. Wanneer de waarnemingen werden gedaan, zou waterijs verdampen met een snelheid van 1 mm per uur zonneverlichting. Koolmonoxide of kooldioxide-ijs, dat veel lagere vriespunten heeft, zou daarentegen snel in zonlicht zijn gesublimeerd. Waterijs verdampt in vergelijking veel langzamer.
Laboratoriumtests met ijs gemengd met verschillende mineralen onder gesimuleerd zonlicht, toonden aan dat het slechts een paar uur sublimatie kostte om een stoflaag van slechts enkele millimeters dik te produceren. Maar het was voldoende om elk teken van ijs te verbergen. Ze ontdekten ook dat kleine stukjes stof soms zouden breken om eronder ijs bloot te leggen.
"Een 1 mm dikke laag donker stof is voldoende om de lagen eronder te verbergen voor optische instrumenten", bevestigt Holger Sierks, OSIRIS hoofdonderzoeker bij het Max Planck Institute for Solar System Research.
Het lijkt er dan op dat het oppervlak van de Comet 67P grotendeels bedekt is met donker stof met kleine blootstellingen van vers ijs als gevolg van veranderingen in het landschap, zoals afbrokkelende kliffen en rotsblokken door jetactiviteit. Naarmate de komeet het perihelium nadert, wordt een deel van dat ijs blootgesteld aan zonlicht terwijl er nieuwe plekken kunnen verschijnen. Jij, ik en het Rosetta-team kunnen niet wachten om de veranderingen te zien.
Heb je je ooit afgevraagd hoe een komeet zijn stralen krijgt? In een andere nieuwe studie die in het wetenschappelijke tijdschrift verschijnt Natuur, rapporteert een team van onderzoekers dat er 18 actieve putten of sinkholes zijn geïdentificeerd op het noordelijk halfrond van de komeet. Deze grofweg cirkelvormige gaten lijken de bron te zijn van de elegante stralen zoals die op de foto hierboven. De kuilen variëren in grootte van ongeveer 100 tot 1.000 voet (30-100 meter) met diepten tot 690 voet (210 meter). Voor het eerst zijn individuele jets te herleiden tot specifieke putten.
In speciaal verwerkte foto's is materiaal te zien dat van binnenuit pitwanden stroomt, zoals sneeuwstralen van een sneeuwkanon. Ongelofelijk!
'We zien stralen uit de gebroken delen van de muren in de putten. Deze breuken zorgen ervoor dat vluchtige stoffen die onder het oppervlak vastzitten, gemakkelijker kunnen worden opgewarmd en vervolgens in de ruimte kunnen ontsnappen ', zegt Jean-Baptiste Vincent van het Max Planck Institute for Solar System Research, hoofdauteur van de studie.
Net als bij de vorming van zinkgaten op aarde, geloven wetenschappers dat er putjes ontstaan wanneer het plafond van een ondergrondse holte te dun wordt om zijn eigen gewicht te dragen. Met niets eronder om het op zijn plaats te houden, stort het in, waardoor vers ijs wordt blootgesteld dat snel verdampt. Bij het verlaten van het gat vormt het een gecollimeerde straal van stof en gas.
De auteurs van het artikel stellen drie manieren voor om putjes te vormen:
* De komeet kan holtes bevatten die er zijn geweest sinds de vorming ervan. Ineenstorting kan worden veroorzaakt door verdampend ijs of door seismisch schudden wanneer rotsblokken die elders op de komeet worden uitgeworpen, weer op het oppervlak landen.
* Directe sublimatie van zakken met vluchtige (gemakkelijker verdampte) ijsjes zoals kooldioxide en koolmonoxide onder het oppervlak, aangezien zonlicht het donkere stof van het oppervlak opwarmt en de warmte daaronder overdraagt.
* Energie die vrijkomt door waterijs dat zijn fysieke toestand verandert van amorf naar zijn normale kristallijne vorm en de sublimatie stimuleert van de omringende meer vluchtige kooldioxide- en koolmonoxide-ijsjes.
De onderzoekers denken dat ze het uiterlijk van de sinkholes kunnen gebruiken om verschillende delen van het oppervlak van de komeet te verouderen - hoe meer putjes er in een regio zijn, hoe jonger en minder bewerkt het oppervlak dat er is. Ze wijzen naar het zuidelijk halfrond van 67P / C-G, dat meer energie van de zon ontvangt dan het noorden en voorlopig geen putstructuren vertoont.
De meest actieve kuilen hebben steile wanden, terwijl de minst verzachte contouren vertonen en gevuld zijn met stof. Het is zelfs mogelijk dat een gedeeltelijke ineenstorting de oorzaak kan zijn van de incidentele uitbarstingen wanneer een komeet plotseling helderder wordt en groter wordt gezien vanaf de aarde. Rosetta nam precies zo'n uitbarsting waar afgelopen april. En deze gaten kunnen het stof echt wegjagen! Er wordt geschat dat bij een typische instorting van de volledige put een miljard kilo materiaal vrijkomt.
Nu Rosetta nog in goede gezondheid verkeert en het perihelium nog moet komen, liggen er grote dingen in het verschiet. Misschien zullen we getuige zijn van een nieuwe instorting van het zinkgat, een ijzige lawine of zelfs zwevende rotsblokken!
Bronnen: 1, 2
