Аппарат "Розетта" сфотографировал на поверхности кометы идеально круглые провалы

Космический корабль ЕКА "Розетта" начал работать на орбите кометы 67P/Чурюмова-Герасименко в августе 2014 года. Почти сразу же учёных заинтересовало наличие на поверхности небесного тела удивительных, практически идеально круглых ям. Теперь результаты нового исследования, в котором использовались более детальные снимки, полученные "Розеттой", показали, что, скорее всего, эти ямы являются провалами. Вероятно, они образовались, когда лёд под поверхностью кометы перешёл в газообразную фазу.
Наблюдения за кометой показали, что поверхность 67P является переменной и динамичной, она претерпевает стремительные структурные изменения по мере приближения кометы к Солнцу. Как правило, все кометы имеют свои собственные жизненные циклы. Последние данные "Розетты" были соотнесены с самыми первыми, благодаря чему учёные в деталях смогли рассмотреть перемены в состоянии кометы.

"Эти странные ямы, мы насчитали 18 штук, имеют круглую форму, они глубоки примерно так же, сколь и широки. "Розетта" может заглянуть прямо в них, – рассказывает соавтор исследования астроном Деннис Боудвиц (Dennis Bodewits) из университета Мэриленда. – Они достаточно большие – от десятков метров в диаметре до нескольких сотен метров в поперечнике. Самая большая из воронок достигает 183 метров в диаметре – это больше футбольного поля. Мы полагаем, что они могут представлять собой карстовые воронки, которые образуются примерно таким же образом, как и земные, когда подземные воды удаляют большое количество материала из-под поверхности и образуются пустоты. Тогда верхние слои обрушиваются под собственным весом и образуется воронка".
Боудвиц и его коллеги проанализировали изображения, сделанные узкоугольной камерой OSIRIS, которая предназначенная для съёмок поверхности ядра кометы. Группа подметила, что ямы бывают двух типов: глубокие с крутыми склонами и небольшие, похожие на уже виденные на других кометах (например, 9Р Темпеля или 81P Вильда. Исследователи также увидели, что из глубоких ям вырываются струи газа и пыли, чего нельзя сказать про мелкие ямы.

Первоначально команда "Розетты" подозревала, что к созданию глубоких ям привели отдельные события (подобные взрывам). Один такой взрыв "Розетта" наблюдала во время своего приближения к комете 30 апреля 2014 года. Однако расчёты не подтвердили предложенную гипотезу – взрыв был недостаточной силы, чтобы образовать настолько масштабный котлован.
"Количество материала, выброшенного взрывом, было огромным – около сотни тысяч килограммов, но если сравнивать его с размерами кометы, то его мало – уж точно недостаточно, чтобы объяснить появление такого огромного отверстия, – говорит Боудвиц. – Кажется, что взрывоподобные вспышки – это одна из составляющих какого-то более сложного процесса".
"С таким выходом материала потребовалась бы целая вечность для создания настолько огромных провалов", – соглашается соавтор исследования Жан-Батист Венсан (Jean-Baptiste Vincent) из Института Макса Планка по исследованиям Солнечной системы.
Основываясь на наблюдениях "Розетты", команда предложила другую модель формирования этих провалов. Источник тепла под поверхностью кометы привёл к сублимации льда (состоящего в основном из воды, монооксида углерода и диоксида углерода . Пустоты образуются из-за потерь целых пластов льда и в конечном счёте поверхность обрушивается под собственным весом, что приводит к образованию глубоких круглых ям.
Лёд обращается в газообразное состояние из-за постепенного приближения кометы к Солнцу, так что эти глубокие ямы относительно молоды. А вот небольшие воронки, скорее всего, являются старыми ямами с более эродированными боковыми стенками и дном, которые некогда были заполнены пылью и ледяными частицами.

Добавим, что Европейское космическое агентство официально продлило миссию аппарата "Розетта" до сентября 2016 года. Это означает, что у зонда будет возможность отслеживать комету 67P в течение более длительного периода времени по мере её приближения к Солнцу.
13 августа 2015 года комета Чурюмова-Герасименко пройдёт ближе всего к светилу, так что команда "Розетты" сможет увидеть, как её поверхность изменяется по мере уменьшения воздействия солнечной радиации.
Научная статья группы Боудвица была опубликована в издании Nature.