Pozor! Používáte zastaralý prohlížeč, stránka se nemusí zobrazovat správně. Aktualizujte jej a zlepšete tak svůj uživatelský zážitek.

Matfyz.cz

Aktuality z fyziky IX

Obrázky z Osirisu: Regional definitions based on large-scale unit boundaries. (foto N. Thomas et al. Science 347 6220)

Za nejvýznamnější událost ve fyzice za rok 2014 považují vědci kosmickou misi Rosetta. V listopadu minulého roku se totiž Evropské Kosmické Agentuře podařil historický počin. Od kosmické lodi Rosetta, která se pohybuje na oběžné dráze kolem komety 67P, se oddělil modul, který úspěšně přistál na povrchu komety. Fyzici teď začali intenzivně studovat data, která přicházejí z řady přístrojů a zařízení, umístěných na palubě Rosetty.

Nejnovější data poskytují dosud neznámé údaje o Jupiterově rodině komet. Jupiter totiž dokáže působením gravitačního pole značně zkrátit periodu komety. Z komety s dlouhou periodou se může stát kometa s velmi krátkou periodou v řádu deseti let. Data z Rosetty zpřesňují znalosti o těchto kometách, poskytují nové informace o plynném obalu komet, o jejich tvaru, složení, teplotě, jádru nebo vlastnostech povrchu komet. Ukázalo se, že kometa 67P se v mnoha ohledech liší od ostatních komet rodiny Jupitera. Údaje z mise Rosetta mohou prohloubit naše znalosti o vzniku komet a celé sluneční soustavy.

V polovině ledna vyšlo zvláštní číslo nejvýznamnějšího mezioborového časopisu Science, věnované právě prvním výsledkům této mise. Těch nejvýznamnějších je osm a jsou opravdu pozoruhodné.

Struktura povrchu komety

Fyzici z Bernu shrnuli data z Optical, Spectroscopic and Infrared Remote Imaging System (OSIRIS), umístěného na palubě Rosetty. Obrázky, které zachycují téměř 70 % povrchu komety, ukazují různorodost povrchových struktur tělesa. Na povrchu se nalézají duny, zvrásněné části, větrné víry a stopy různých dalších aktivních procesů, jako je třeba transport prachových částic. Na povrchu pevného jádra komety byly objeveny oblasti zvrásněné zlomy různé délky a povrchová eroze, provázená ztrátou velkého množství materiálu. Tímto procesem mohlo jádro komety ztratit velké množství hmoty.

Odlišné oblasti

Na kometě bylo objeveno 19 oblastí, které jsou odděleny jasně patrnými hranicemi a mají zcela odlišnou povahu terénu. Ten se dá rozdělit do pěti kategorií. Povrch pokrytý prachem, křehký materiál s dírami a patrnými kruhovými strukturami, velké propadliny, hladký povrch a holý skalnatý povrch. Obrázek komety působí poněkud komickým dojmem, je to jakoby vrchní vládce komety nařídil zavést kraje, rozdělené podle povahy převažující činnosti v oblastech s přísně střeženými hranicemi.

Jádro komety

Fyzici z Max-Planck Institutu použili OSIRIS ke studiu jádra komety 67P, které je složeno z prachu, kamení a zmrzlých plynů. Překvapivě došli k závěru, že jádro je značně porézní a jeho objemová hustota je poloviční než u vody. 67P má legrační tvar připomínající gumovou dětskou kachničku a z toho také vyplývá otázka týkající se vzniku komety.

Jde o to, jestli dva laloky komety vznikly spojením dvou různých objektů asi před 4,5 miliardou let nebo jestli se jedná o jedno těleso s mezerou, vzniklou ztrátou hmoty. I když vědci nemají zatím definitivní odpověď, kloní se spíše k možnosti jediného tělesa, a to kvůli velmi podobnému složení a struktuře obou laloků. Dosud ale nevyloučili možnost, že by kometa 67P byla pozůstatkem dvou podobných komet, vzniklých ve stejné části sluneční soustavy, které se spojily až později.

Organické sloučeniny

Italští fyzici použili Visible and Thernal Imaging Spectrometer (VIRTIS) a zjistili, že jádro je pokryto organickými sloučeninami, ale že je tam velice málo zmrzlé vody ve formě ledu. Strana komety, přivrácená ke Slunci, je zcela dehydrovaná. Nicméně tato extrémně tmavá, suchá a různorodá kometa se výrazně liší od ostatních komet Jupiterovy rodiny, které byly dosud studovány, a vzhledem k přítomnosti organických sloučenin na povrchu jádra tvoří zcela exotický a ojedinělý druh v kometární společnosti.

Teplota

Fyzici z laboratoře NASA v Pasadeně měřili teplotu komety použitím mikrovlnného zařízení na Rosettě (MIRO). Zjistili, že pod jejím povrchem probíhají krátkodobé i dlouhodobější změny teploty. Pozorovali nestability transportu tepla a sublimaci ledu a předpokládají, že většina vody ve formě ledu se ztratila právě sublimací ledu z části komety, která připomíná krk. V této části totiž dochází k častým výronům plynů ve formě vertikálních sloupců. Prašná vrstva na povrchu komety může být místy až několik metrů silná. Měření povrchové a podpovrchové teploty pomocí mikrovlnných aparatur na Rosettě napovídají, že prachová vrstva hraje klíčovou roli v izolaci vnitřní části komety, takže ochraňuje led, jehož existenci pod povrchem komety vědci předpokládají. To může hrát důležitou roli v dlouhověkosti komety 67P a pravděpodobně komet vůbec.

Proměnlivý povrch komety

Fyzici z Bernu studovali složení obalu komety, což je „nadýchaná“ plynná obálka obklopující jádro komety. Použili k tomu zařízení Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA). Měření probíhala v průběhu mnoha period rotace komety, z nichž každá trvá 12,4043 hodiny. Zjistily se značné změny ve složení heterogenního obalu, a to jak v průběhu dne, tak i delšího časového období. Přístroje prozradily, že kromě vody se z povrchu vypařuje také monoxid a dioxid uhlíku, což ukazuje na velmi složité vazby mezi pevným jádrem a plynným obalem komety.

Mechanické vlastnosti

V Římě nakonec shrnuli údaje ze všech zařízení na Rosettě včetně Grain Impact Analyser a Dust Acumulator (GIADA). Podařilo se jim zachytit a analyzovat zrnka prachu z komety a studovat jejich rychlost, moment hybnosti a hmotnost. Zkombinováním všech údajů s daty ze zařízení OSIRIS, ROSINA a MIRO, shromážděnými koncem léta minulého roku mohl tým udělat první odhad poměru plynu a prachu na kometě. Zjistili, že kometa emituje čtyřikrát více hmoty ve formě prachu než plynu.

Ionosféra a magnetosféra komety

Ve švédském fyzikálním ústavu použili Rosetta Plasma Consortium (RPC), přesně spočítali ionty vody v atmosféře komety a zkusili odvodit, jak se kolem komety může tvořit magnetosféra. Výpočty ukázaly, že když se kometa bude přibližovat ke Slunci, její obal z plynů a prachu se začne zvětšovat a interakce s nabitými částicemi slunečního větru a ultrafialového záření ze Slunce musí vést k vytvoření ionosféry komety a nakonec i magnetosféry.

Rosetta se spolu s kometou pohybuje směrem ke Slunci po její oběžné dráze a zjišťuje, jak se mění její chování během jednoho dne i během delších časových intervalů, jak roste její aktivita, jak se mění její povrch a jak interaguje se slunečním větrem. Rosetta se spolu s kometou dostane až do bodu nejblíže Slunci. Dojde k tomu v srpnu. Kometa bude nejaktivnější, a tak se můžeme těšit na další překvapení.

(Zdroj)


Další díly:

Aktuality z fyziky XVII
Aktuality z fyziky XVI
Aktuality z fyziky XV
Aktuality z fyziky XIV
Aktuality z fyziky XIII
Aktuality z fyziky XII
Aktuality z fyziky XI
Aktuality z fyziky X
Aktuality z fyziky VIII
„Top ten“ fyziky v roce 2014
Aktuality z fyziky VII
Aktuality z fyziky VI
Aktuality z fyziky V
Aktuality z fyziky IV
Aktuality z fyziky III
Aktuality z fyziky II
Aktuality z fyziky I

Další obrázky
comments powered by Disqus

Matfyz.cz

Univerzita Karlova
Matematicko-fyzikální fakulta
Ke Karlovu 3
121 16  Praha 2
IČ: 00216208
DIČ: CZ00216208
web fakulty
studuj na Matfyzu
e-shop