На кометі вперше знайшли печери

Порожнини глибиною до 47 метрів виявили французькі вчені в надрах комети 67P/Чурюмова – Герасименко. Відкриття, ймовірно, допоможе пояснити причину загадкових струменів матеріалу, що виходять від цього космічного тіла, які астрономи спостерігали майже 10 років тому.

Фахівці знають, що входить до складу комет Сонячної системи – лід, замерзлі гази, пил, метали і каміння. Але вченим практично нічого невідомо про внутрішній устрій таких тіл. Печери могли б у цьому допомогти: вони дають можливість вивчати геологічну будову надр зсередини, причому набагато детальніше, ніж це роблять за допомогою тих самих бурових свердловин. Але досі дослідники не знаходили печери на кометах.

Французький астрофізик Філіп Ламі (Philippe Lamy) з Національного центру наукових досліджень Франції та його колеги змогли виявити заповнені льодом порожнини на кометі 67P/Чурюмова – Герасименко. Для цього вони використовували тривимірну реконструкцію поверхні небесного тіла, створену на основі знімків з високою роздільною здатністю, які зробив прилад OSIRIS космічного апарату “Розетта” 9-10 квітня 2016 року.

Реконструкція показала, що в ядрі 67P є три глибокі печери. Вчені створили анагліфні 3D-зображення, щоб побудувати тривимірну форму цих порожнин і дізнатися їхню приблизну глибину. Виявилося, вона становить від 20 до 47 метрів. Наукова робота про це спрямована на публікацію в журнал MNRAS, з її текстом можна ознайомитися на сервері препринтів arXiv.

“Візуально ці печери виглядають як яскраві плями розміром від 15 до 30 метрів. Ми припускаємо, що таких печер на кометі досить багато, але у нас не вистачає даних, щоб це довести”, – пояснив Ламі.

Печери на кометі 67P/Чурюмова-Герасименко. Позначені жовтими колами / © CNES, ESA

Його команда також наблизилася до відповіді на питання, як виникли струмені газу і пилу, що виходять від комети, які вчені спостерігали в 2015 році. Ці струмені з’являлися щоранку, коли сонячне світло нагрівало холодну поверхню 67P.

За допомогою теплової моделі фахівці з’ясували, що, наприклад, яскравий джет, зареєстрований 18 липня 2015 року, утворився під час короткочасного освітлення однієї з трьох порожнин. Тобто механізм утворення цих струменів цілком зрозумілий: коли сонячне світло проникає в печеру, воно розтоплює лід, і в результаті матеріал піднімається на поверхню.

Поки що не зрозуміло, з чого саме складається лід у цих порожнинах, але якщо він водяний, то становитиме особливий інтерес для вчених. За деякими даними, комета 67P/Чурюмова – Герасименко утворилася приблизно в той самий час, що і Сонячна система, майже 4,6 мільярда років. Це означає, що лід, що спочиває в надрах комети, ймовірно, зберігався там протягом мільярдів років. Його дослідження допомогло б зрозуміти, звідки взялася вода на Землі. У будь-якому разі остаточно прояснити питання про склад кометного льоду може тільки нова космічна місія до цього тіла.

У 2004 році для дослідження комети 67P/Чурюмова – Герасименка Європейське космічне агентство (ESA) відправило зонд “Розетта” зі спусковим апаратом “Філи” на борту. Через 10 років станція вийшла на розрахункову орбіту, і на поверхню комети було спущено 100-кілограмовий модуль. На превеликий жаль, “Філи” зміг пропрацювати тільки приблизно 60 годин (невдале місце посадки, внаслідок чого сонячні батареї розрядилися).

Але цього часу було достатньо, щоб апарат зробив своє перше відкриття. Він знайшов у викинутих кометою газах молекули органічних речовин. Вони містили атоми вуглецю, без якого неможлива відома нам форма життя.

Через рік значне відкриття зробила і “Розетта”. Станція зафіксувала в комі коме комети наявність не тільки води, монооксиду вуглецю і діоксиду вуглецю, а й велику кількість молекул кисню, що стало несподіванкою для вчених. Згідно з сучасними моделями Сонячної системи, кисень мав зникнути до моменту утворення 67P, близько 4,6 мільярда років тому, внаслідок низки “гарячих хімічних процесів”. Ці процеси повинні були призвести до реакції між киснем і воднем, яка, своєю чергою, призводить до утворення бінарної сполуки оксиду водню або води. “Розетта” вивчала комету протягом двох років, з 2014-го по 2016-й.

У 2016 році німецькі вчені опублікували статтю, в якій розповіли, що приблизно 70-80 відсотків від загального об’єму Чурюмова – Герасименка займають порожнечі, що розподіляються по надрах комети практично рівномірно. Тоді дослідники припустили, що на кометі зустрічаються мікроскопічні печери, але доказів не надали.