Безжизненные, ледяные кометы могут кружить солнечную систему в темноте, пока лавины не разбудят их, соскребая их поверхность, чтобы обнаружить ледяные струи, которые освещают их для людей на Земле. Согласно новому исследованию, падающие камни, возможно, даже привели к открытию кометы Хартли 2, которая много раз проходила вокруг Солнца, а затем была замечена в 1986 году.
«Лавинный процесс удаляет покрывающий материал и выкапывает его до льдов, позволяя активировать комету», - говорит Джордан Стеклофф, исследователь из Университета Пердью в Индиане. Струи газа из-под недавно выскобленной земли превратили бы комету из темного шара из льда и камня в активный объект со знакомым ярким плавным хвостом.
Кометы вращаются и падают, когда они движутся из внешних областей Солнечной системы, к Солнцу и обратно. Более быстрое вращение может сделать поверхность кометы более неустойчивой, позволяя скалистому мусору скользить по ее внешнему слою в лавине. Эти лавины могут соскоблить кожу, которая защищает замороженный материал под ним. При обнаружении льды переходят от твердого тела к газу, создавая струи льда и пыли, которые освещают комету.
Когда миссия НАСА EPOXI посетила Хартли-2 в 2010 году, она заметила выброс материала с поверхности. Струи заставляют комету вращаться, иногда быстрее, иногда медленнее. Более быстрое вращение может вызвать лавину, которая может создать еще больше струй. В течение трех месяцев EPOXI посетил Хартли-2, комета разогналась достаточно, чтобы выбить два часа из своего 18-часового дня.
Steckloff и его коллегам было любопытно, как изменение вращения может повлиять на то, что происходит на поверхности кометы. Они обнаружили, что если бы комета вращалась достаточно быстро, чтобы день длился всего 11 часов, то могли бы возникнуть лавины, посылая материал по поверхности. Команда исследователей обнаружила, что в период между 1984 и 1991 годами у Хартли-2 было 11-часовое вращение, и это могло привести к падению камней и появлению струй яркого ледяного материала. Открытие кометы 1986 года попадает в это окно, и повышенная яркость могла бы привести к его открытию, предполагают ученые в номере журнала Icarus от 1 июля.
Из-за низкой гравитации кометы на Хартли 2 лавины, которые занимают секунды или минуты на Земле, могут длиться часами. «Даже в идеальных условиях лавина не могла двигаться быстрее, чем около 0, 2 миль в час - примерно так же быстро, как быстрая черепаха Стеклофф говорит.
Steckoff отмечает, что даже при медленном движении лавины будут опасны, хотя и не ожидаемыми способами. «Удары лавины не повредят лыжника на комете, - говорит он. - Однако лавина вполне может сбить этого лыжника с кометы». Мусор может соскользнуть с конца кометы, а затем снова упасть на поверхность.
Майкл А'Хирн, астроном из Университета Мэриленда, Колледж-Парк, и главный исследователь миссии EPOXI, говорит, что исследование «является важным новым подходом к пониманию деятельности Хартли 2.» Комета «гиперактивна» он говорит, производя больше воды, чем это было бы возможно, если бы эта вода поступала непосредственно с поверхности. Зерна замерзшей воды вытягиваются из ядра кометы на поверхность углекислым газом, а затем лед превращается из твердого вещества в газ в струях, которые текут в космос. Лавины могли помочь с этим переходом, соскребая поверхностные слои на частях кометы, чтобы обнаружить ледяное ядро под ними.
По словам Штеклоффа, некоторые из особенностей поверхности Hartley 2 могут соответствовать лавинам. Небольшие насыпи могли быть материалом, который соскользнул с поверхности и упал назад, в то время как развалины на большой доле могли быть материалом, отложенным лавинами.
«Форма и место действия убедительно свидетельствуют о том, что эта лавина действительно произошла», - говорит он, хотя подчеркивает, что связь характеристик с лавиной не определена. В настоящее время он исследует, как лавина может сформировать поверхность кометы.
Однако Hartley 2 - не единственная комета, способная принимать лавины. А'Хирн указывает на недавние наблюдения кометы 67P / Чурюмова-Герасменко, цели миссии в Розетте. Там под скалами лежит каменистый мусор, что говорит о том, что материал, который мог упасть в лавину. Некоторые из самолетов 67P также связаны с обрывами. Лавины могут играть роль в активации на джетах комет, хотя они не обязательно будут доминировать.
«Лавины вполне могут быть общим процессом, который мы ожидаем обнаружить на кометах», - говорит Стеклофф.
Комета 67P / CG содержит обломки под его скалами, которые могут быть признаком лавин на его поверхности. (ESA / Rosetta / MPS для команды OSIRIS MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA) А'Хирн согласен с тем, что многие кометы могут принимать лавины, но он более осторожно говорит об их присутствии на Хартли 2. «Концепция лавины, вероятно, довольно распространена [в научном сообществе]», - говорит он. «Вопрос о том, может ли он объяснить гиперактивность Hartley 2, необходимо проверить с помощью более детального моделирования».
Ускорение вращения - не единственный способ вызвать лавину на комете, отмечает Марк Хофманн из Института исследований Солнечной системы Макса Планка в Германии, который изучал лавины на небольших телах, таких как кометы и астероиды. «Увеличение скорости вращения является жизнеспособным спусковым механизмом», - говорит он. «Это, однако, довольно экзотический процесс, требующий значительных изменений в скорости вращения. Таким образом, он не является спусковым механизмом, который вы найдете в каждой комете». По его словам, проходящие мимо объекты, падающая пыль, удары и даже сами самолеты могут спровоцировать лавину.
Если лавины часто происходят на кометах, будущие миссии по возврату образцов могут воспользоваться ими. Вместо того чтобы копать, чтобы добраться до ядра кометы, космический корабль может захватить материал, недавно обнаруженный лавиной. «Если кто-то хочет вернуть образец первичной кометы на Землю, может быть целесообразно вернуть образец из региона кометы, которая недавно испытала лавину», - говорит Штеклофф.
