Новое исследование, проведенное Университетом Пердью и Университетом Колорадо в Боулдере, показывает, что тела некоторых периодических комет — объектов, которые вращаются вокруг Солнца менее чем за 200 лет — могут регулярно разделяться на две части, а затем воссоединяться в будущем.Фактически, это может быть повторяющийся процесс, фундаментальный для эволюции кометы, согласно исследованию, которое 1 июня публикуется в журнале Nature.Команда, возглавляемая докторантом Purdue Масатоши Хирабаяши и выдающимся профессором CU-Boulder Дэниелом Ширесом, изучила несколько комет, в первую очередь странный объект в форме резиновой утки, известный как 67P / Чурюмов-Герасименко (67P).
На изображениях 67P видны две трещины, каждая длиннее поля для американского футбола, на шее кометы, соединяющей две ее большие доли.Чтобы реконструировать прошлую жизнь 67P, команда использовала численные модели, в которых скорость вращения увеличивалась с примерно одного вращения каждые 12 часов сегодня до одного вращения каждые 7-9 часов. Модели показали, что более быстрое вращение приведет к большему напряжению и образованию двух аналогичных трещин на шейке 67P в том же месте.
«Наш спиновой анализ предсказал, где именно будут образовываться эти трещины», — сказал Ширес из отдела аэрокосмической инженерии CU-Boulder. «Теперь у нас есть новое понимание того, как некоторые кометы могут развиваться с течением времени».Кометы, которых часто называют «грязными снежками», состоят из льда, камней и пыли.
Комета 67P «двулопастная», что означает, что у нее две большие части, соединенные более тонкой шейкой.Шерес сказал, что есть несколько факторов, которые могут заставить ядра комет вращаться быстрее. Например, во время облета Солнца или Юпитера периодические кометы, такие как 67P, могут подвергаться силе тяжести, заставляя их либо вращаться вверх, либо вниз. На вращение также может повлиять периодическая «дегазация» кометы, когда ледяные соединения, такие как углекислый газ и аммиак, переходят непосредственно из замороженного состояния в газообразное состояние и сдуваются с поверхности.
По словам Шереса, модели, использованные командой, показали, что если время вращения 67P увеличится до менее семи часов за один оборот, голова оторвется. Что же тогда происходит?«Голова и тело не смогут убежать друг от друга», — сказал он. «Они начнут вращаться вокруг друг друга, и через недели, дни или даже часы они снова соберутся вместе во время медленного столкновения, создав новую конфигурацию ядра кометы».По словам Ширеса, эта модель может продолжаться всю жизнь кометы.
Двулопастные кометы могут оказаться довольно обычным явлением. По словам Шереса, из семи комет, полученных астрономами в высоком разрешении, пять из них, включая P67 и комету Галлея, являются двулопастными. Исследования двухлепестковых комет, проведенные командой, показывают, что все они похожи по соотношению объемов в каждой доле, а это означает, что они, вероятно, проходят те же циклы распада / восстановления, что и 67P.
Обнаруженный в 1969 году и посещенный космическим кораблем Rosetta Европейского космического агентства в 2014 году, 67P находится примерно в 2,5 мили в сторону и вращается вокруг Солнца каждые 6,5 лет. Команда показала, что скорость вращения кометы может изменяться хаотично из-за событий выделения газа и изменения ее орбиты в результате облетов Юпитера.Чтобы показать, как это взаимодействие кометы и солнца повлияло на прошлую эволюцию периода вращения 67P, исследователи численно смоделировали 1000 кометных «клонов» 67P в различных условиях за 5 000 лет.
Пять тысяч лет было выбрано, потому что это приблизительное время жизни "кометы семейства Юпитера", такой как 67P, на орбиту которой влияет гравитация не только Солнца, но и газового гиганта Юпитера, самой большой планеты в нашей солнечной системе, сказал Ширес.Считается, что периодические кометы, подобные 67P, происходят из пояса Койпера, обширного региона за пределами орбиты Нептуна, в котором находятся миллиарды комет и ледяных лун. Команда выдвинула гипотезу о том, что повторяющиеся распад и формирование двулопастных комет, возможно, привели к тому, что они слишком сильно разрушились, чтобы пережить свои путешествия во внутреннюю часть Солнечной системы 4 миллиарда лет назад, когда это был тир астероидов, лун и протопланет. .Среди других авторов исследования — доцент Джей МакМахон из CU-Boulder, Стивен Чесли из Лаборатории реактивного движения в Пасадене и Симона Марчи из Управления планетологии Юго-Западного исследовательского института в Боулдере. Хирабаяси из Purdue получил докторскую степень в CU-Boulder при Шересе в 2015 году.
Ширес — руководитель группы радиологов миссии НАСА OSIRIS-Rex, запуск которой запланирован на сентябрь из Флориды для посещения сближающегося с Землей астероида Бенну.