Gestrest voelen? Je bent niet alleen. De Rosetta-missie van ESA heeft onthuld dat de geologische spanning die voortkomt uit de vorm van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko een belangrijk proces is geweest bij het vormgeven van het oppervlak en het interieur van de komeet na zijn vorming.

Klein, ijzige kometen met twee verschillende lobben lijken gemeengoed te zijn in het zonnestelsel, met één mogelijke vormingswijze een langzame botsing van twee oerobjecten in de vroege stadia van vorming zo'n 4,5 miljard jaar geleden. Een nieuwe studie, waarbij gebruik werd gemaakt van gegevens die Rosetta gedurende twee jaar bij komeet 67P/C-G heeft verzameld, heeft de mechanismen aan het licht gebracht die hebben bijgedragen aan de vorming van de komeet gedurende de volgende miljarden jaren.

De onderzoekers gebruikten stressmodellering en driedimensionale analyses van beelden gemaakt door Rosetta's OSIRIS-camera met hoge resolutie om het oppervlak en het interieur van de komeet te onderzoeken.

"We vonden netwerken van fouten en breuken die 500 meter onder de grond doordrongen, en strekte zich uit over honderden meters, " zegt hoofdauteur Christophe Matonti van de Universiteit van Aix-Marseille, Frankrijk.

"Deze geologische kenmerken zijn gecreëerd door schuifspanning, een mechanische kracht die vaak wordt gezien bij aardbevingen of gletsjers op aarde en andere terrestrische planeten, wanneer twee lichamen of blokken elkaar in verschillende richtingen duwen en bewegen. Dit is enorm opwindend:het onthult veel over de vorm van de komeet, interne structuur, en hoe het in de loop van de tijd is veranderd en geëvolueerd."

Het door de onderzoekers ontwikkelde model vond dat de schuifspanning een piek bereikte in het midden van de 'nek' van de komeet, het dunste deel van de komeet dat de twee lobben verbindt.

"Het is alsof het materiaal op elk halfrond uit elkaar trekt en uit elkaar beweegt, het middengedeelte - de nek - verwringen en dunner maken via de resulterende mechanische erosie, " legt co-auteur Olivier Groussin uit, ook van de universiteit van Aix-Marseille, Frankrijk.

"We denken dat dit effect oorspronkelijk tot stand kwam door de rotatie van de komeet in combinatie met zijn aanvankelijke asymmetrische vorm. Een koppel gevormd waar de nek en 'kop' elkaar ontmoeten terwijl deze uitstekende elementen rond het zwaartepunt van de komeet draaien."

De waarnemingen suggereren dat de schuifspanning wereldwijd werkte over de komeet en, cruciaal, om zijn nek. Het feit dat breuken zich zo diep in 67P/C-G kunnen voortplanten, bevestigt ook dat het materiaal waaruit het inwendige van de komeet bestaat, broos is, iets wat voorheen niet duidelijk was.

"Geen van onze waarnemingen kan worden verklaard door thermische processen, " voegt co-auteur Nick Attree van de University of Stirling toe, VK. "Ze hebben alleen zin als we kijken naar een schuifspanning die over de hele komeet en vooral rond zijn nek werkt, vervormen, beschadigen en breken gedurende miljarden jaren."

sublimatie, het proces waarbij ijs in damp verandert en kometenstof de ruimte in wordt gesleurd, is een ander bekend proces dat het uiterlijk van een komeet in de loop van de tijd kan beïnvloeden. Vooral, wanneer een komeet dichter bij de zon komt, it warms up and loses its ices more rapidly – perhaps best visualised in some of the dramatic outbursts captured by Rosetta during its time at Comet 67P/C–G.

The new results shed light on how dual-lobe comets have evolved over time.

Comets are thought to have formed in the earliest days of the solar system, and are stored in vast clouds at its outer edges before beginning their journey inwards. It would have been during this initial 'building' phase of the solar system that 67P/C-G got its initial shape.

The new study indicates that, even at large distances from the Sun, shear stress would then act over a timescale of billions of years following formation, while sublimation erosion takes over on shorter million-year timescales to continue shaping the comet's structure – especially in the neck region that was already weakened by shear stress.

Excitingly, NASA's New Horizons probe recently returned images from its flyby of Ultima Thule, a trans-Neptunian object located in the Kuiper belt, a reservoir of comets and other minor bodies at the outskirts of the solar system.

The data revealed that this object also has a dual-lobed shape, even though somewhat flattened with respect to Rosetta's comet.

"The similarities in shape are promising, but the same stress structures don't seem to be apparent in Ultima Thule, " comments Christophe.

As more detailed images are returned and analysed, time will tell if it has experienced a similar history to 67P/C-G or not.

"Comets are crucial tools for learning more about the formation and evolution of the solar system, " says Matt Taylor, ESA's Rosetta Project Scientist.

"We've only explored a handful of comets with spacecraft, and 67P is by far the one we've seen in most detail. Rosetta is revealing so much about these mysterious icy visitors and with the latest result we can study the outer edges and earliest days of the solar system in a way we've never been able to do before."