Churyumov-Gerasimenko

Rosetta kurkki komeetan pimeälle puolelle

Rosetta on tutkinut jo yli vuoden ajan lähietäisyydeltä Churyumovin-Gerasimenkon komeettaa, mutta ytimen eteläiset olivat pitkään pysyvästi pimennossa. Luotaimen laitteilla ei pystytty tekemään pimeästä puolesta havaintoja – lukuunottamatta MIRO-instrumenttia (Microwave Instrument for Rosetta Orbiter), joka toimii millimetri- ja alimillimetrialueilla.

"Teimme MIROlla havaintoja komeetan 'pimeästä puolesta' moneen otteeseen sen jälkeen kun Rosetta saavutti Churyumov-Gerasimenkon ja saamamme ainutlaatuinen data kertoo hyvin mielenkiintoisia asioita heti ytimen pinnan alla olevasta aineesta", toteaa tutkimusta johtanut Mathieu Choukroun.

Rosetta mittasi MIRO-instrumentilla lämpötiloja Churyn eteläisellä puoliskolla. Viime vuoden syys–lokakuussa tehdyt mittaukset on koottu kahdeksi lämpötilakartaksi, joista vasemmanpuoleinen perustuu millimetrialueen ja oikeanpuoleinen alimillimetrialueen havaintoihin. Mitatut lämpötilat (kuvan asteikossa kelvineinä) vaihtelevat noin -70 celsiusasteesta noin 250 pakkasasteeseen.

 

Ytimen lämpötilakartat

 

Komeetan eteläisiltä napaseuduilta tehtyjen havaintojen perusteella MIROn millimetri- ja alimillimetrialueella tekemien mittausten välillä on merkittäviä eroja. Niiden pohjalta on pääteltävissä, että heti pinnan alla on kymmenien senttien syvyyteen saakka suuria määriä jäätä.

Yllättäen termiset ja sähköiset ominaisuudet ovat komeetan etelänavan tienoilla hyvin toisenlaiset kuin muualla ytimessä", ihmettelee Choukroun. "Näyttää siltä, että joko pintamateriaali tai sen alla muutamien kymmenien senttimetrien syvyyteen ulottuva aines on läpinäkyvää. Se saattaa olla suurimmaksi osaksi vesi- tai hiilidioksidijäätä."

Komeetan eteläisten seutujen ja muun ytimen välinen ero pintakerrosten koostumuksessa voi olla seurausta kummallisesta vuodenaikojen vaihtelusta. Ytimen pohjoisella puoliskolla vallitsee kesä valtaosan komeetan 6,5 vuoden mittaisesta kierroksesta. Silloin etelässä on pitkä, pilkkopimeä ja hyytävän kylmä talvi.

Joitakin kuukausia ennen kuin komeetta ohittaa ratansa Aurinkoa lähimmän pisteen eli perihelin, vuodenajat vaihtuvat ja eteläisellä puoliskolla koittaa lyhyt, mutta "kuuma" kesä. 

Kun Rosetta saapui elokuussa 2014 perille, komeetan pohjoisella puoliskolla oli vielä kesä ja etelässä oli auringonpaistetta hyvin niukasti. Etelänavan ympäristössä oli itse asiassa yötön yö, jota oli jatkunut jo lähes viisi vuotta.

Yksi mahdollinen selitys pintakerrosten erilaisuudelle on, että vesi ja kaasut, jotka vapautuivat komeetan edellisen periheliohituksen aikana eteläiseltä puoliskolta, tiivistyivät vuodenajan taas vaihtuessa takaisin pinnalle. Tulokset ovat kuitenkin alustavia, sillä niihin vaikuttaa ytimen muoto. Kun mittaukset tehtiin viime vuoden syksyllä, pimeässä olevien napa-alueiden pinnanmuotoja ei vielä tunnettu kovin tarkasti. 

"Tarkoitus on käydä MIROn mittaukset läpi uudelleen käyttäen päivitettyä versiota ytimen muodon mallista, jolloin saamme toivottavasti vahvistettua alustavat tulokset ja täsmennettyä mittausten tulkintaa", Choukroun totesi.

Tämän vuoden toukokuussa vuodenajat vaihtuivat komeetalla ja etelässä alkoi lyhyt, kuuma kesä, joka jatkuu vuoden 2016 alkuun saakka. Eteläisille napaseuduille lankeaa nyt enemmän auringonvaloa, joten niistä on voitu tehdä havaintoja myös muilla Rosettan mittalaitteilla.

"Viime kuukausina Rosetta on ylittänyt eteläiset napa-alueet moneen otteeseen ja koonnut mittaustietoja komeetan seuduilta, joilla nyt on kesä", kertoi Rosettan päätutkija Matt Taylor.

"Eteläisen kesän alussa niiltä seuduilta tehdyissä havainnoissa oli tauko, koska Rosetta keskittyi radallaan pohjoiselle puoliskolle Philae-luotaimen kanssa käydyn tietoliikenteen takia. Lähempänä periheliä pääsimme kuitenkin aloittamaan havainnot eteläiseltä puoliskolta."

Rosetta on tällä hetkellä noin 1 500 kilometrin etäisyydellä ytimestä. Sieltä käsin se tekee havaintoja komeetasta ja sen lähiympäristöstä. Jatkossa luotain siirtyy jälleen lähemmäs ydintä ja tutkii sekä pohjoista että eteläistä puoliskoa. Kun ytimen aktiivisuus alkaa loppuvuodesta hiipua, Rosetta menee vielä lähemmäs ydintä, jolloin sen pinnasta saadaan taas yksityiskohtaisia havaintoja luotaimen kaikilla mittalaitteilla.

"Yhdistämällä eri laitteiden mittaustulokset pystymme toivon mukaan vahvistamaan, onko etelänavan koostumus todella erilainen ja muuttuuko se vuodenaikojen vaihdellessa", arvioi Mark Hofstadter, MIRO-instrumentin päätutkija.

Pimeän puolen havainnoista kerrottiin ESAn Rosetta-blogissa ja NASAn uutissivuilla; tutkimus on julkaistu Astronomy and Astrophysics -tiedelehdessä.

Kuvat: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0 [komeetta]; ESA/Rosetta/NASA/JPL-Caltech [lämpötilakartat]

 

Juttuja samasta aiheesta