Новый анализ данных, собранных орбитальным аппаратом "Розетта", выявил значительное количество водяного льда на комете Чурюмова-Герасименко (67P). Присутствие воды ранее уже было зафиксировано в коме кометы и в форме инея на поверхности. Но это открытие впервые доказывает наличие настоящих отложений из водяного льда на поверхности космической странницы.
Поверхность кометы 67P, как и у большинства других комет, покрыта тёмными органическими материалами (их цвет почти чёрный). По мере приближения комет к Солнцу, они подвергаются воздействию высоких температур, что вызывает таяние водяного льда и его переход из твёрдого состояния сразу в газообразное. На "коре" кометы остаются огнеупорные материалы, в том числе силикаты, камни, песок и грязь, а также углеродистые материалы.
Открытие участков льда было сделано с помощью анализа данных спектрометра VIRTIS, полученных в период с сентября по ноябрь 2014 года: прибор сфокусировался на двух ярких месторождениях, находящихся в регионе Имхотеп.
До этого в коме 67P было обнаружено огромное количество водяного пара. Теоретические изыскания учёных показывали, что источники этой воды скрыты под поверхностью кометы. То есть обнаруженные поверхностные отложения могут быть результатом эрозии.
Учёные пришли к выводу, что чистый водяной лёд составляет примерно 5% от всего состава небесного тела. Исследователи также смогли выделить два типа ледяных гранул в образцах – один в диаметре около нескольких десятков микрометров, другой – чуть больше двух миллиметров в диаметре.
Происхождение крупных гранул могут объяснить две гипотезы. Первая указывает на процесс, известный как спекание, в результате которого несколько мелких частиц спрессовываются друг с другом, образуя вторичные кристаллы льда. Вторая теория предполагает, что гранулы могли образоваться в результате сублимации.
Сублимация происходит, когда исходящее от Солнца тепло нагревает комету, превращая в газ отложения водяного льда, погребённые под её корой. Вероятно, в холодных условиях (характерных для 67P) процесс сублимации происходит с выделением дополнительной энергии, которая работает в отложениях льда и изменяет гранулы на молекулярном уровне.
Большая часть водяного пара, созданного в ходе этого процесса, не выходит на поверхность. Исследователи провели лабораторные тесты, имитирующие процесс сублимации, и обнаружили, что лишь небольшой процент выходит на поверхность, а примерно 80% паров сохраняются вблизи поверхности, образуя слой льда толщиной в несколько метров.
"Это открытие было неожиданностью, но оно крайне важно для нас, – комментирует Мёрти Гудипати (Murthy Gudipati), один из соавторов исследования. – Теперь мы начинаем понимать процессы, происходящие в верхних динамических слоях кометы, а также их эволюцию".
Исследователи полагают, что лёд образовался, когда 67P была дальше от Солнца. Разнообразие форм льда поможет учёным в дальнейшем разгадать головоломку о происхождении кометы Чурюмова-Герасименко.
Подробности открытия были опубликованы журналом Nature.
