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罗塞塔监视彗星67P上的活动坑

em一项新发表的研究表明,彗星67P / Churyumov-Gerasimenko's北半球的18个准圆形坑是造成其尘埃和气体晕的原因。 / em

Rosetta彗星出现的许多尘埃射流可以追溯到可能由地面突然崩塌形成的活动坑。这些'洼地'正在彗星的混乱和多样的内部提供一瞥。

Rosetta一直在监测ComeP 67P / Churyumov-Gerasimenko的活动一年多,观察随着彗星沿轨道靠近太阳,其尘埃和气体的光晕如何增长。

从几百公里的距离开始,罗塞塔观察到一股错综复杂的从原子核散发出来的尘埃射流,流入太空。但现在,得益于OSIRIS相机去年距离彗星中心仅10-30公里的高分辨率图像,至少部分这些尘埃射线可以追溯到表面上的特定位置,这是第一次曾经见过。

今天在科学杂志“自然”上报道的一项研究中,彗星北半球已发现18个准圆形凹坑,其中一些是继续活动的来源。

坑的直径为数十至数百米,并延伸至地表以下210米处,形成光滑的防尘地板。材料被视为从最活跃的坑中流出。

“我们看到喷口内壁的裂缝区域产生了喷流。这些裂缝意味着被困在地表下的挥发物可以更容易地变暖,并随后逃逸到太空中,“该研究的主要作者,马克斯普朗克太阳系研究所的Jean-Baptiste Vincent说。

科学家们分析这些图像时认为,当地下空腔的天花板变得太薄以至于不能支撑自身的重量并且塌陷成沉洞时,凹坑就会形成。这暴露了彗星断裂的内部,使得隐藏的材料升华,从而随着时间的推移继续侵蚀该坑。

“虽然我们认为产生坑的崩溃是突然的,但是多孔地下空洞可能在更长的时间尺度上增长,”欧洲航天局荷兰ESTEC技术中心的合作者Sebastien Besse说。

作者提出了三种可能的空隙形成方式。

一个想法是,自从彗星本身形成以来,它们就已经存在了,原因在于几十到几百米大小的原始积木之间的低速碰撞。这种空隙之上的屋顶坍塌可能通过表面的弱化而触发,可能通过升华或通过地震或彗星其他地方喷出的巨石的碰撞或碰撞来触发。

另一种可能性是将表面以下的二氧化碳和一氧化碳等挥发性冰块的口袋直接升华,并通过阳光穿透绝缘顶层的灰尘加热。

另一方面,升华可能是由水冰释放的能量驱动的,水能将其物理状态从无定形状态转变为结晶状态,然后升华更易挥发的周围二氧化碳和一氧化碳冰。

如果后两个过程中的任何一个都是驱动力,那么随处可见凹坑的事实可能表明彗星内部的冰分布不均匀。

“无论创造空腔的过程如何,这些特征都表明,在彗星表面的前几百米内存在巨大的结构和/或成分差异,并且空腔显露出相对未加工的材料,这些材料可能不会被看到,”补充道塞巴斯蒂安。

作者指出,在坑壁上显示的内部特征在坑与坑之间显着不同,并且包括破碎的材料和梯田,水平层和垂直条纹和/或球状结构,其被称为“起鸡皮疙瘩”。

“我们认为我们可以用坑来描述彗星表面的相对年龄:一个地区的坑数越多,表面就越年轻,处理越少”,Jean-Baptiste解释说。

“最近南半球的观测证实了这一点:由于它比北半球获得了更多的能量,因此处理得更加严密,而且似乎没有显示类似的坑结构。”

活动坑特别陡峭,而没有任何观察活动的坑较浅,可能反而表明过去活跃的区域。该团队建议活动坑是最年轻的,而中年坑则在他们的地板上展示从侧面掉落的巨石。同时,最古老的坑已经退化,并充满了灰尘。

“我们正在继续分析我们的观察结果,看看这个理论是否成立,如果这个'时间序列'与彗星的内部热演化有关,例如”Sebastien补充道。

“但我们认为,大部分活动坑必须已经出现在太阳周围的几个轨道上,否则我们预计会看到一些爆发,因为这次它们的崩溃是被触发的。”

Rosetta在2014年4月接近彗星期间确实见证了一次爆发,​​这被认为产生了1000千克到100,000千克的材料。作者指出,坍塌可能是这次爆发的驱动因素,但是当时只有一小部分典型矿坑的总体积可能已经解放。

例如,如果测得的平均彗星密度为每立方米470公斤,那么一个140米宽,140米深的典型大型矿坑的快速撤离将导致约10亿公斤材料的释放,这比几个数量级大得多在2014年4月被观察到。

“我们非常有兴趣看到这些活动坑如何演变,也许我们甚至将目睹新坑的形成,”欧洲航天局罗塞塔项目科学家马特泰勒说。

“能够观测彗星的变化,特别是将表面上的特征与活动联系起来,是Rosetta的一项关键能力,它将帮助我们理解彗星的内部和表面自形成以来的演变过程。

“随着2016年9月任务的延长,我们可以在揭开彗星如何运作的情况下做到最好的工作。”

出版物:Jean-Baptiste Vincent等人,“彗星67P中的大型不均匀性,通过沉积坑塌陷的活动坑揭示”Nature 523,63-66(2015年7月2日); DOI:10.1038 / nature14564

来源:欧洲航天局