Не мягкая, но пушистая комета

Ученые не смогли пробурить комету Чурюмова--Герасименко до ядра из-за поломки молотка

,
Первое в истории человечества бурение ядра кометы оказалось не таким удачным: пройдя пушистую поверхность кометы, молоток и пенетратор наткнулись на что-то твердое и сломались. Но даже это важнейшее открытие, считают ученые, которые решили рассказать подробнее о тех данных, которые зонд «Филы» из последних сил — зарядов батареи — передавал на Землю. Осталось дождаться результатов с прибора SD2 — бура, который, по предварительной информации, справился со своей задачей.

Пока различные СМИ спекулировали на том, что зонд «Филы» якобы вышел на связь, их коллеги и вовсе распространяли «уникальную» информацию о полученных с кометы Чурюмова--Герасименко данных. Это вынудило ученых немного рассказать, что же им на самом деле удалось узнать. Так, оставшийся неизвестным исследователь выдал в твиттере инструмента MUPUS несколько десятков твитов, посвященных данным с зонда «Филы», предварительно уточнив, что он пишет их из немецкого поезда, и добавив, что это не «утечка информации», а действие, согласованное с руководителем эксперимента и со всей научной группой. Вероятно, что последующая информация будет появляться уже в очень скудном объеме в преддверии статей, которые наверняка последуют в таких популярных научных журналах, как Science и Nature.

«Филы» в пепле от сигары

«Термальный детектор неплохо поработал. Он увидел перед собой холодную отвесную стену», — в первую очередь написали исследователи.

Им удалось получить с кометы Чурюмова--Герасименко четкий температурный сигнал, который был обработан.

Так, в течение местных суток исследователи зафиксировали резкое нагревание этой самой «стены», а когда прямое попадание солнечных лучей прекратилось, — резкое охлаждение.

Эту суточную волну нагревания зафиксировал не только инструмент, но и гарпуны под «Филами», а также солнечные панели.

Кроме того, ученые утверждают, что комета обладает низкой теплопроводностью и пушистой структурой поверхности.

«Отвечая на вопросы о пушистой структуре, вынуждены поспекулировать. Скорее всего, это крошечные зерна минералов и органики, напоминающие сигарный пепел», — пишут они.

Наконец, исследователи рассказали, что время нагрева совпадало со временем подзарядки солнечных батарей. Помимо этого они уточнили, что пенетратор, который не включали с 2002 года, отработал в штатном режиме.

Что-то твердое под пушистостью

При извлечении пенетратора ученые зафиксировали, что он серьезно охладился. Они связывают это с тем, что к инструменту что-то прикрепилось. Кроме того, посредством инструментов удалось изменить положение зонда «Филы» относительно поверхности кометы.

В целом же первое в истории человечества бурение ядра кометы оказалось не таким удачным, как казалось ночью.

«Бурение началось в самом слабом из трех имеющихся режимов, поскольку мы ожидали, что поверхность кометы мягкая и пушистая», — пишут исследователи. По их словам, из этого ничего не вышло и молоток, бьющий по пенетратору, переключили во второй по мощности режим. Когда и эта попытка не увенчалась успехом, ученым пришлось включить самый мощный режим. И тогда попытка вновь не удалась!

«Тут нам пришлось включить «секретный режим», который мы называем бешеным.

По-настоящему гениальный разработчик инструмента Ежи Григорщук всегда советовал быть аккуратными с этим режимом. И... Семь минут работы, и молоток сломался. Ежи был прав. А мы были в отчаянии — взвинченные и наказанные», — сообщили ученые.

Таким образом, бурение ядра кометы не состоялось и достоверно узнать о том, что же у нее внутри, не представляется возможным.



Схема работы прибора MUPUS: отбойный молоток бьет по пенетратору // Jerzy Grygorczuk, Marek...

Схема работы прибора MUPUS: отбойный молоток бьет по пенетратору // Jerzy Grygorczuk, Marek Banaszkiewicz, Karol Seweryn, and Tilman Spohn, Journal of telecommunications and information technology

Jerzy Grygorczuk, Marek Banaszkiewicz, Karol Seweryn, and Tilman Spohn, Journal of telecommunications and information technology

«Потеря данных под поверхностью — это грустно. Обнаружение очень твердой коры — это великое открытие, которое орбитер не смог бы сделать», — отметили ученые.

По их словам, прочность поверхности, в которую уперся отбойный молоток, составила больше 2 мегапаскалей (МПа). В качестве сравнения исследователи привели показатели для песчаника (от 5 до 15 МПа) и для гранита (от 5 до 20 МПа). Возможно, из-за твердой корки зонд «Филы» и не смог закрепиться на гарпунах, хотя они, по словам ученых, были разработан для работы и с более твердой поверхностью (прочностью 8–10 МПа).

«Хотим прояснить: MUPUS все сделал отлично. Это комета оказалась недружелюбной», — написали ученые.

Старые теории против наблюдений

Безусловно, полученные результаты еще предстоит обработать, осмыслить, обсудить и опубликовать в научных статьях. По этим данным получается, что комета Чурюмова--Герасименко имеет рыхлую или, как сказали ученые, пушистую поверхность, а под ней твердую корку. Возможно, это лед. Возможно, это каменная структура. А возможно, эта корка содержит и лед, и камни, что полностью сочетается с современными представлениями ученых о том, что ядро кометы представляет собой «грязный снежок».

Свет на структуру кометы могу пролить образцы с ее поверхности, которые были взяты при помощи бура SD2, а затем проанализированы с помощью других инструментов зонда. Результаты же были отправлены на Землю.

Впрочем, возможно, что зонд «Филы» нашел еще более интересные вещи.

Исследователи высказали предположение, что это довольно странно для кометы — иметь такую твердую поверхность при такой низкой гравитации. Одно из возможных объяснений состоит в том, что зонд попал в ударный кратер и наткнулся на более плотные, чем поверхность кометы, остатки тела, вызвавшего образование кратера.

Клим Чурюмов: за 34 года до «Розетты»

В ожидании последующих новостей от ученых, занимающихся обработкой результатов, полученных с «Розетты», процитируем в конце настоящего материала книгу Клима Чурюмова «Кометы и их наблюдения», опубликованную в 1980 году в московском издательстве «Наука». Этот отрывок посвящен строению ядра кометы, и в нем говорится про все то, что увидел зонд «Филы»: и про легко испаряющиеся вещества, которые могут придать пушистость, и про каменные структуры, и даже про твердую корку.

«Ядро — самая главная часть кометы. Однако до сих пор нет единодушного мнения, что оно представляет собой на самом деле, — писал Чурюмов в 1980 году. — Еще во времена Бесселя и Лапласа существовало представление о ядре кометы как о твердом теле, состоящем из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро переходящих в газовую фазу под действием солнечного тепла. Эта классическая ледяная модель кометного ядра была существенно дополнена и разработана в последнее время.

Наибольшим признанием среди исследователей комет пользуется разработанная Уиплом модель ядра — конгломерата из тугоплавких каменистых частиц и замороженной летучей компоненты (CH4, CO2, H2O и др.).

В таком ядре ледяные слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере прогревания солнечным теплом газы типа испрающегося «сухого льда» прорываются наружу, увлекая за собой облака пыли. Это позволяет, например, объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также способность небольших ядер комет к активному газовыделению».

Далее Чурюмов рассказывает о том, что связь метеорных роев с короткопериодическими кометами наводила на мысль о каменистом ядре, имеющем газовые включения в виде сорбированных газов.

«Такую модель в 40-х годах разрабатывал советский астрофизик Б.Ю. Левин, рассматривавший механизм образования протяженной атмосферы путем десорбции газов с поверхности ядра. Свингс и Дельземм в 1952 году пошли по пути развития модели ядра-конгломерата, предложенной американским астрофизиком Фредом Уиплом, дополнив ее идеей о присутствии в ядре «родительских молекул» не в виде чистых льдов, а в форме замороженных гидратов, имеющих состав M•n•H2O, где M — родительская молекула, n•H2O — число молекул воды, необходимое для образования устойчивой молекулы, включающей и данную родительскую молекулу. Гидраты же испаряются с той же скоростью, что и водяной лед».

Согласно Уиплу, механизм истечения вещества из ядра объясняется следующим образом.

У комет, совершивших небольшое число прохождения через свой перигелий — так называемых «молодых» комет — поверхностная защитная корка еще не успела образоваться, и поверхность ядра покрыта реликтовыми льдами. Газовыделение протекает крайне интенсивно путем прямого испарения из твердой фазы.

В спектре такой кометы преобладает отраженный солнечный свет, что позволяет и спектрально отличать «молодые» кометы от «старых».