science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Kometen instortende kliffen en stuiterende rotsblokken

Een voorbeeld van een rotsblok dat over het oppervlak van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko's oppervlak is verplaatst, vastgelegd in Rosetta's OSIRIS-beelden. De afbeelding is gemaakt met de smalhoekcamera en toont de rots in het onderste derde deel van de afbeelding. Krediet:ESA/Rosetta/MPS voor OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0);

Wetenschappers die de schat aan foto's analyseren die zijn gemaakt door ESA's Rosetta-missie, hebben meer bewijs gevonden voor merkwaardige stuiterende rotsblokken en dramatische instortingen van kliffen.

Rosetta opereerde tussen augustus 2014 en september 2016 op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, gegevens verzamelen over het stof van de komeet, gas- en plasmaomgeving, zijn oppervlaktekenmerken en zijn inwendige structuur.

Als onderdeel van de analyse van ongeveer 76 000 afbeeldingen met een hoge resolutie die zijn vastgelegd met zijn OSIRIS-camera, wetenschappers zijn op zoek naar oppervlakteveranderingen. Vooral, ze zijn geïnteresseerd in het vergelijken van de periode van de dichtste nadering van de komeet tot de zon - bekend als perihelium - met die na deze meest actieve fase, om de processen die oppervlakte-evolutie aansturen beter te begrijpen.

Overal op de komeet is los puin te zien, maar soms zijn rotsblokken betrapt op het moment dat ze de ruimte in worden geworpen, of over het oppervlak rollen. Een nieuw voorbeeld van een stuiterende kei werd onlangs geïdentificeerd in het gladde nekgebied dat de twee lobben van de komeet verbindt, een gebied dat in de loop van de missie veel merkbare grootschalige oppervlakteveranderingen onderging. Daar, een rotsblok van ongeveer 10 m breed is blijkbaar van de nabijgelegen klif gevallen, en stuiterde meerdere keren over het oppervlak zonder te breken, "voetafdrukken" achterlatend in het losjes geconsolideerde oppervlaktemateriaal.

Een voorbeeld van een rotsblok dat over het oppervlak van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko's oppervlak is verplaatst, vastgelegd in Rosetta's OSIRIS-beelden. De eerste afbeelding (links) geeft een referentiebeeld van de komeet, samen met een close-up van de regio die wordt bestudeerd. De kleinere inzetstukken aan de rechterkant tonen voor en na afbeeldingen van de regio met de stuiterende rots, gevangen op 17 maart 2015 en 19 juni 2016, respectievelijk. Indrukken van het rotsblok zijn achtergelaten in de zachte regoliet die het oppervlak van de komeet bedekte toen het tot stilstand kwam. Men denkt dat het van de nabijgelegen klif is gevallen, die ongeveer 50 m hoog is. De afbeelding onderaan illustreert het pad van de kei terwijl deze over het oppervlak stuiterde, met voorlopige metingen van de ‘kraters’ berekend. Krediet:ESA/Rosetta/MPS voor OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0); Analyse:J-B. Vincent et al (2019)

"We denken dat het van de nabijgelegen 50 m hoge klif is gevallen, en is het grootste fragment in deze aardverschuiving, met een massa van ongeveer 230 ton, " zei Jean-Baptiste Vincent van het DLR Institute for Planetary Research, die vandaag de resultaten presenteerde op de EPSC-DPS-conferentie in Genève.

"Er is zoveel gebeurd op deze komeet tussen mei en december 2015, toen hij het meest actief was, maar helaas door deze activiteit moesten we Rosetta op veilige afstand houden. Als zodanig hebben we niet voldoende zicht om verlichte oppervlakken met voldoende resolutie te zien om de 'voor'-locatie van het rotsblok precies te lokaliseren."

Het bestuderen van dergelijke keibewegingen in verschillende delen van de komeet helpt bij het bepalen van de mechanische eigenschappen van zowel het vallende materiaal als het vallende materiaal. en het oppervlak waarop het landt. Het materiaal van de komeet is over het algemeen erg zwak in vergelijking met het ijs en de rotsen die we op aarde kennen:rotsblokken op komeet 67P/C-G zijn ongeveer honderd keer zwakker dan vers verpakte sneeuw.

Een ander type verandering is ook waargenomen op verschillende locaties rond de komeet:de ineenstorting van rotswanden langs lijnen van zwakte, zoals de dramatische vangst van de val van een 70 m breed segment van de Aswan-klif, waargenomen in juli 2015. Maar Ramy El-Maarry en Graham Driver van Birkbeck, Universiteit van Londen, misschien een nog grotere instortingsgebeurtenis hebben gevonden, gekoppeld aan een heldere uitbarsting die op 12 september 2015 werd waargenomen langs de kloof tussen het noordelijk en het zuidelijk halfrond.

Voor en na een instorting van een klif op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. In de bovenste panelen tonen de gele pijlen de locatie van een steile helling op de grens tussen het verlichte noordelijk halfrond en het donkere zuidelijk halfrond van de kleine kwab, soms voor en na de uitbarsting (september 2014 en juni 2016, respectievelijk). De onderste panelen tonen close-ups van de bovenste panelen; de blauwe pijl wijst naar de steile helling die na de uitbarsting in de afbeelding lijkt te zijn ingestort. Twee keien (1 en 2) zijn gemarkeerd ter oriëntatie. Krediet:ESA/Rosetta/MPS voor OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)

"Dit lijkt een van de grootste instortingen van een klif te zijn die we tijdens Rosetta's leven op de komeet hebben gezien, met een oppervlakte van ongeveer 2000 vierkante meter instorten, " zei Ramy, ook spreken op EPSC-DPS vandaag.

Tijdens de periheliumpassage, het zuidelijk halfrond van de komeet werd blootgesteld aan een hoge zonne-input, resulterend in verhoogde activiteitsniveaus en intensievere erosie dan elders op de komeet.

"Inspectie van voor- en nabeelden stellen ons in staat om vast te stellen dat de steile helling tot ten minste mei 2015 intact was. want als we in die regio nog beelden hebben met een resolutie die hoog genoeg zijn om het te kunnen zien, " zegt Bram, een student die samen met Ramy het enorme beeldarchief van Rosetta onderzoekt.

"De locatie in deze bijzonder actieve regio vergroot de kans dat de instortingsgebeurtenis verband houdt met de uitbarsting die in september 2015 plaatsvond."

Komeetuitbarsting 12 september 2015. Credit:ESA/Rosetta/MPS voor OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0)

Als we in detail kijken naar het puin rond het ingestorte gebied, suggereert dit dat hier in het verleden andere grote erosie-gebeurtenissen hebben plaatsgevonden. Ramy en Graham ontdekten dat het puin blokken bevat van verschillende grootte, variërend tot tientallen meters, aanzienlijk groter dan de keienpopulatie na de ineenstorting van de Aswan-klif, die voornamelijk bestaat uit rotsblokken met een diameter van enkele meters.

"Deze variabiliteit in de grootteverdeling van het gevallen puin suggereert ofwel verschillen in de sterkte van de gelaagde materialen van de komeet, en/of variërende mechanismen voor het instorten van kliffen, ", voegt Ramy eraan toe.

Het bestuderen van komeetveranderingen als deze geeft niet alleen inzicht in de dynamische aard van deze kleine lichamen op korte tijdschalen, maar de grootschalige instortingen van de klif bieden een uniek zicht op de interne structuur van de komeet, helpen om de evolutie van de komeet samen te voegen over langere tijdschalen.

"De datasets van Rosetta blijven ons verrassen, en het is geweldig dat de volgende generatie studenten al spannende ontdekkingen doet, " voegt Matt Taylor toe, ESA's Rosetta-projectwetenschapper.