Így alakulhatott ki a Rosetta “gumikacsa” üstököse

262

A 67P/Churyumov-Gerasimenko-üstökös magjának két összetevőből történt összeállását számítógépes szimuláció segítségével modellezték, az eredmények szerint kis sebességgel történt, lágy ütközéssel állt össze két kis jeges-poros összetevő.

Az Európai Űrügynökség (ESA) Rosetta űrszondája közeli felvételei tavaly nyáron egy nagyon furcsa, látszólag két kisebb testből összetett, kettős égitestnek mutatták meg a 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P) üstökös magját. Az első részletes felvételek alapján az üstökösmag egy  gumikacsa, vagy löszbaba (egy geológiai formáció), esetleg torz, ferde suszter üllő alakjára emlékeztet. Az ilyen, két komponensből összetett kis égitest nem ismeretlen a Naprendszerben, például a 19P/Borrelly, a 103P/Hartley ekliptikai üstökösmagok alakja, illetve a 8P/Tuttle, Oort-felhőből eredő üstökös magja is érintkező kettős. A (25143) Itokawa és a (4769) Castalia kisbolygók szintén két testből összetapadt, hasonló példák lehetnek. A 67P magjának két kisebb komponense igen lágyan, legfeljebb néhány méter másodpercenkénti relatív sebességgel ütközhetett és tapadhatott össze, ha az összetapadási modell magyarázza a létrejött mag alakot.

20150607_igy_allt_ossze_a_67p_magja_1
A 67P magja két összetevőből áll, mintha egy kisebb és egy nagyobb méretű test összeállásával alakult volna ki. A Rosetta 2015. május 3-án, az üstökösmag tömegközéppontjától mintegy 135 km távolságból készített felvétele jól mutatja ezt, illetve az egyre erősebb porsugarak (porjetek) is jól megfigyelhetők. Egy képelem 11,5 méternek felel meg az üstökösmag felszínén. (ESA/Rosetta/MPS, OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA)

Azonban nem csak két kis test összetapadása eredményezhet a 67P magjához hasonló alakot, hanem a mag napközeli erős anyagvesztesége is, amidőn a Nap szinte “leesztergálja” az üstökösmagot a felszín egy sávja mentén, egyre mélyebben és mélyebben. Nagyobb anyagvesztéssel járó kitörések is fogyasztják az üstökösmag felszínének egy részét. Ezen kívül még az is elképzelhető volt, hogy egy nagyobb ütközés következtében szakadtak le részek az üstökösből, illetve a nagybolygók szorosabb megközelítése során azok árapályhatása szakíthatott le anyagot róla. Ezen két utóbbi eseménynek azonban igen kicsi a valószínűsége a 67P esetében. Valószínűleg a mag keletkezése, illetve fejlődésével kapcsolatos belső okokra vezethető vissza a ma megfigyelhető alakja.

Most Martin Jutzi (Berni Egyetem) posztdoktori hallgató és Erik Asphaug (Kaliforniai Egyetem Santa Cruz és Arizonai Állami Egyetem) vezető kutatója egy gondosan előkészített számítógépes szimulációval előállították a 67P üstökös magjának térbeli modelljét. A modellben a két, kis relatív sebességgel egymásnak ütköző test méretét, összetételét, sűrűségét, rugalmassági paramétereit a 67P ismert tulajdonságainak figyelembe vételével választották meg. Eredményük szerint a 67P magját és más, hasonló kis égitesteket a lágy ütközéssel történt összeállás alakította ki, és nem a gáz- és porkibocsátás miatt történt anyagvesztés esztergálta ki a két összetevő közötti keskenyebb részt.

A következő képen a mintegy 1-2 kilométer átmérőjű összetevők néhány méter másodpercenkénti relatív sebességgel (egy kocogó vagy bicikliző ember sebessége) ütköznek, kissé eldeformálódva összetapadnak, majd szétválnak, és rövid időn, mintegy egy napon belül ismét összetapadnak. Innentől kezdve már tartósan együtt maradnak. Érdemes megfigyelni, hogy a lágy ütközések is anyagot emelnek fel, és rendeznek át a felszínen, különösen a két összetevőt elválasztó nyaki részen. Itt a Rosetta kamerái a felszín többi részétől eltérően nagy mennyiségű finom por jelenlétét, és sok méteres, tízméteres jeges-poros tömböt mutattak meg.

20150607_igy_allt_ossze_a_67p_magja_2
A 67P magja és más, hasonló kis égitest két összetevőből, lágy ütközéssel történő kialakulási folyamata: 1) a két kis test lassan közelíti egymást és összetapad, 2) egy elnyújtott testet alkot, ami 3) szétválik, majd rövid időn belül 4) ismét összetapad, majd kialakul a 5) gumikacsa alak. (Jutzi és Asphaug munkája alapján)

A következő igen szemléletes videón jól végigkövethető, hogyan alakulhat ki lágy ütközéssel egy két összetevőből álló kis égitest, mint például a 67P üstökös magja és a hozzá hasonló kis égitestek. A videó egy másik változata a SPACE.com oldalról itt is megnézhető.

https://www.youtube.com/watch?v=6oNbhb1HxoM

A Rosetta felvételein a 67P két összetevőjét elválasztó nyaki részen (Anuket-Hapi régiók) egy több száz méter hosszú repedés figyelhető meg. Bár az árok kialakulása ma még nem ismert, lehetséges, hogy a két alkotó test jövőbeni szétválásának előjele. Egyébként a nyaki rész az üstökösmag legaktívabb területe, ahonnan sok porsugár tör elő. A 67P magját eredményező folyamat egyébként gyakori lehetett az ősi Naprendszerben.

Az üstökösmagok összeállásának modellje a Science Express online jelent meg 2015. május 28-án.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás