Een studie gepubliceerd op 21 maart 2017 in het journaal Wetenschap geeft een overzicht van de soorten oppervlakteveranderingen die zijn waargenomen tijdens de twee jaar die het Rosetta-ruimtevaartuig van de European Space Agency besteedde aan het onderzoeken van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Er zijn opmerkelijke verschillen te zien voor en na de meest actieve periode van de komeet - het perihelium - toen hij zijn dichtste punt bij de zon bereikte langs zijn baan.

"Door de komeet continu in de gaten te houden terwijl deze het binnenste zonnestelsel doorkruiste, kregen we een ongekend inzicht, niet alleen in hoe kometen veranderen wanneer ze dicht bij de zon reizen, maar maar ook hoe snel deze veranderingen plaatsvinden, " zei Mohamed El-Maarry, een komeetonderzoeker aan de Universiteit van Colorado, Boulder en de hoofdauteur van de studie.

De veranderingen houden verband met verschillende geologische processen:verwering en erosie, sublimatie van waterijs, en mechanische spanningen die voortkomen uit de draaiing van de komeet.

"Komeetlandschappen zijn fascinerend. Ze zijn gebeeldhouwd door langzame erosie en dramatische uitbarstingen, " zei Dennis Bodewits, een assistent-onderzoeker in de astronomie aan de Universiteit van Maryland die co-auteur is van de studie. "Een van de belangrijkste punten van dit artikel is dat de waargenomen veranderingen klein en relatief subtiel zijn. Kenmerken zoals grote gaten suggereren dat meer gewelddadige activiteit zeldzaam is op de tijdschaal van een omloopperiode."

Verwering vindt overal op de komeet plaats, waar geconsolideerde materialen worden verzwakt, zoals door verwarmings- en koelcycli op dagelijkse of seizoensgebonden tijdschalen, waardoor hun fragmentatie ontstaat. Gecombineerd met verwarming van ondergronds ijs dat leidt tot uitstroom van gas, dit kan uiteindelijk resulteren in de plotselinge ineenstorting van rotswanden, waarvan het bewijs op verschillende plaatsen op de komeet zichtbaar is.

Er wordt gedacht dat een heel ander proces verantwoordelijk is voor een 500 meter lange breuk die in augustus 2014 door de nek van de komeet in de regio Anuket loopt. Deze breuk bleek in december 2014 met ongeveer 30 meter te zijn uitgebreid. Dit hangt samen met de toenemende draaisnelheid van de komeet in de aanloop naar het perihelium. Verder, in foto's gemaakt in juni 2016, parallel aan de oorspronkelijke breuk werd een nieuwe breuk van 150 tot 300 meter lang gevonden.

Dicht bij de breuken, een vier meter brede rotsblok verplaatst met ongeveer 15 meter, zoals bepaald door vergelijking van beelden gemaakt in maart 2015 en juni 2016. Het is niet duidelijk of de breukverlenging en beweging van het rotsblok met elkaar verband houden of door verschillende processen worden veroorzaakt.

Een aanzienlijk groter rotsblok, ongeveer 30 meter breed en met een gewicht van 12, 800 ton, bleek een indrukwekkende 140 meter te zijn verplaatst in de regio Khonsu, op de grootste van de twee komeetlobben.

Er wordt gedacht dat de kei tijdens de periheliumperiode bewoog, omdat verschillende uitbarstingen dicht bij zijn oorspronkelijke positie werden gedetecteerd. De beweging kan op twee manieren in gang zijn gezet:ofwel een grote hoeveelheid onderliggend materiaal is weggeërodeerd, waardoor het rotsblok naar beneden kan rollen, of een krachtige uitbarsting had het rotsblok direct naar de nieuwe locatie kunnen tillen.

Erosie veroorzaakt door de sublimatie van materiaal, en afzetting van stof dat door uitbarstingen valt, worden ook verondersteld verantwoordelijk te zijn voor het op verschillende manieren vormgeven van het landschap. Bijvoorbeeld, Er is waargenomen dat de steile hellingen in verschillende gladde vlaktes zich tientallen meters terugtrekken en met een snelheid tot enkele meters per dag rond het perihelium.

"Scarp-terugtrekkingen werden eerder waargenomen op komeet Tempel 1, afgeleid door foto's te vergelijken die in 2005 zijn genomen tijdens flybys van de komeet door NASA's Deep Impact, en Stardust-NExT in 2011, " zei El-Maarry. "Wat we met Rosetta konden doen, was om soortgelijke veranderingen continu te volgen, en met een hogere resolutie. Onze waarnemingen vertellen ons bovendien dat het terugtrekken van steile hellingen een veelvoorkomend proces lijkt te zijn op kometen, specifiek in glad uitziende afzettingen."

Verder, in de gladde vlaktes van de regio Imhotep, voorheen verborgen cirkelvormige kenmerken en kleine rotsblokken zijn blootgelegd door het verwijderen van materiaal. Op één locatie, een diepte van ongeveer drie meter was verwijderd, hoogstwaarschijnlijk door de sublimatie van onderliggende ijs.

Er werden ook veranderingen opgemerkt in het gladde halsgebied van de komeet, in de buurt van kenmerkende rimpelingen die werden vergeleken met de zandduinen van de aarde toen ze voor het eerst werden geïdentificeerd. Nauwkeurige monitoring van de rimpelformaties toonde aan dat deze locatie ook uitzettende cirkelvormige kenmerken vertoonde in het zachte materiaal dat in minder dan drie maanden een diameter van 100 meter bereikte. Ze vervaagden vervolgens om aanleiding te geven tot nieuwe reeksen rimpelingen.

De onderzoekers speculeren dat de herhaalde ontwikkeling van deze unieke kenmerken op dezelfde plek moet worden gekoppeld aan de gebogen structuur van het nekgebied die de stroom van sublimerend gas op een bepaalde manier stuurt.

Een ander type verandering is de ontwikkeling van honingraatachtige kenmerken die zijn waargenomen in de stoffige terreinen van de Ma'at-regio op de kleine lob van de komeet op het noordelijk halfrond, gekenmerkt door een toename van de oppervlakteruwheid in de zes maanden voorafgaand aan het perihelium.

Net als bij andere seizoenswisselingen, deze kenmerken vervaagden aanzienlijk na het perihelium, vermoedelijk als gevolg van het weer opduiken door de afzetting van nieuwe deeltjes die tijdens deze actieve periode van het zuidelijk halfrond zijn uitgestoten.

"Deze documentatie van veranderingen in de loop van de tijd was een belangrijk doel van Rosetta's missie, en toont het oppervlak van kometen als geologisch actief, op zowel seizoensgebonden als korte tijdelijke tijdschalen, " zei Matt Taylor, Rosetta-projectwetenschapper voor de European Space Agency.

De wetenschappers merken ook op dat, hoewel er veel kleinschalige gelokaliseerde veranderingen zijn opgetreden, er waren geen grote vormveranderende gebeurtenissen die het algehele uiterlijk van de komeet aanzienlijk veranderden. Waarnemingen op de grond van de afgelopen decennia suggereren vergelijkbare niveaus van activiteit tijdens elk perihelium, dus de onderzoekers denken dat de belangrijkste landvormen die tijdens de missie van Rosetta werden gezien, werden gebeeldhouwd tijdens een andere orbitale configuratie.

"Bij UMD, we gebruiken telescopen zoals Swift en Spitzer om te kijken naar de activiteit van kometen wanneer ze voor het eerst de zon naderen, " zei Michael A'Hearn, een Distinguished University Professor Emeritus van astronomie aan de UMD en een co-auteur van de studie. A'Hearn was ook hoofdonderzoeker van de Deep Impact-missie. "We weten dat dergelijke kometen inderdaad erg actief zijn. Maar Rosetta liet ons tot in detail zien wat deze activiteit met het oppervlak van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko deed."

Het onderzoeksrapport, "Oppervlakteveranderingen op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko suggereren een actiever verleden, "Mohamed El-Maarry et al., werd gepubliceerd op 21 maart 2017 in het journaal Wetenschap .

Een aanvullend document, "Het ongerepte interieur van komeet 67P onthuld door de gecombineerde uitbarsting van Aswan en het instorten van de klif, " door M. Pajola et al, wordt vandaag ook gepubliceerd in Natuurastronomie . Lees hier ons nieuwsbericht.