Υπεριώδης μελέτη από τη Rosetta αποκαλύπτει εκπλήξεις στις διεργασίες στην κόμη του κομήτη 67Ρ/Churyumov-Gerasimenko (video)

Η συνεχής στενή μελέτη του κομήτη 67Ρ/Churyumov-Gerasimenko από τη Rosetta αποκάλυψε απρόσμενες διεργασίες, που έχουν ως αποτέλεσμα την ταχεία διάσπαση των μορίων του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπονται από την επιφάνεια του κομήτη.

Η αποστολή της ESA, Rosetta, έφτασε στον κομήτη τον Αύγουστο του περασμένου έτους. Από τότε, έχει τεθεί σε τροχιά ή πετά δίπλα στον κομήτη σε μεγάλες αποστάσεις που κυμαίνονται από αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα έως και μικρές όσο τα μόλις 8 χιλιόμετρα. Με τον τρόπο αυτό συλλέγει στοιχεία για κάθε πτυχή του περιβάλλοντος του κομήτη με τα 11 επιστημονικά του όργανα.

Ένα από τα όργανα, ο φασματογράφος Alice που παρέχεται από την NASA, εξετάζει τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας του κομήτη, ή κόμη, στα μακρά-υπεριώδη μήκη κύματος. Σε αυτά τα μήκη κύματος, το Alice επιτρέπει στους επιστήμονες να ανιχνεύσουν κάποια από τα στοιχεία που βρίσκονται σε αφθονία στο σύμπαν όπως το υδρογόνο, το οξυγόνο, ο άνθρακας και το άζωτο. Ο φασματογράφος χωρίζει το φως του κομήτη στα διάφορα χρώματα του – το φάσμα του – από το οποίο οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν τη χημική σύνθεση των αερίων της κόμης.

Σε μια εργασία που έγινε δεκτή για δημοσίευση στο περιοδικό Astronomy and Astrophysics, οι επιστήμονες αναφέρουν τι εντόπισε το Alice από τους πρώτους τέσσερις μήνες της Rosetta στον κομήτη, όταν το διαστημικό σκάφος ήταν μεταξύ 10 και 80 χιλιομέτρων από το κέντρο του πυρήνα του κομήτη. Για τη μελέτη αυτή, η ομάδα επικεντρώθηκε στη φύση των «στηλών» του νερού και του αερίου διοξειδίου του άνθρακα που εκτοξεύονται από την επιφάνεια του κομήτη, που προκαλούνται από τη ζεστασιά του ήλιου. Για να το καταφέρουν, εξέτασαν την εκπομπή από τα άτομα υδρογόνου και οξυγόνου που προκύπτουν από διασπασμένα μόρια νερού, και ομοίως άτομα άνθρακα από τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα, κοντά στον πυρήνα του κομήτη.

Ανακάλυψαν ότι τα μόρια φαίνεται να διαχωρίζονται σε μια διαδικασία δύο σταδίων. Αρχικά, ένα υπεριώδες φωτόνιο από τον Ήλιο χτυπά ένα μόριο νερού στην κόμη του κομήτη και την ιονίζει, σπρώχνοντας έξω ένα ενεργητικό ηλεκτρόνιο. Έπειτα αυτό το ηλεκτρόνιο χτυπά ένα άλλο μόριο νερού στην κόμη, διαχωρίζοντας το σε δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου, και δίνοντας τους ενέργεια κατά τη διαδικασία. Αυτά τα άτομα εκπέμπουν στη συνέχεια υπεριώδη ακτινοβολία που ανιχνεύεται σε χαρακτηριστικά μήκη κύματος από το Alice.

Η Rosetta αποκαλύπτει διεργασίες στην κόμη του κομήτη

Ομοίως, είναι η σύγκρουση ενός ηλεκτρονίου με ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα που οδηγεί στη διάσπαση του σε άτομα και τις παρατηρούμενες εκπομπές του άνθρακα. «Η ανάλυση των σχετικών εντάσεων των παρατηρούμενων ατομικών εκπομπών μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε ότι παρατηρούμε άμεσα τα «μητρικά» μόρια που διασπώνται από τα ηλεκτρόνια σε άμεση γειτνίαση, περίπου 1 χιλιόμετρο, του πυρήνα του κομήτη, όπου παράγονται», λέει ο Paul Feldman, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας που συζητά τα αποτελέσματα.

Συγκριτικά, από τη Γη ή από διαστημικά παρατηρητήρια που είναι σε τροχιά γύρω από τη Γη, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, τα ατομικά συστατικά των κομητών μπορεί να φανούν μόνο αφότου τα μητρικά τους μόρια, όπως το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα, έχουν διαλυθεί από το φως του ήλιου, εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από τον πυρήνα του κομήτη.

Πηγή: ESA