Kometa Čurjumov-Gerasimenko je kontaktním binárním tělesem

Je tomu už víc než rok, co nám kometa 67P naservírovala nečekané překvapení. Jak se sonda Rosetta přibližovala k jádru, a palubní kamery začínaly rozeznávat první detaily (z počátku o velikosti několika pixelů), bylo jasné, že Čurjumov-Gerasimenko není fádní víceméně sférický kosmický valoun. Čekání na další nově uveřejněné snímky agentury ESA připomínalo hysterii fanoušků nejúspěšnějších současných internetových a televizních seriálů. Čeho se dočkáme příště? Prakticky od úplného počátku, kdy nám rozlišení umožnilo pozorovat větší detaily, bylo zřejmé, že tělo komety je daleko členitější než nejdivočejší sny odborníků pro výzkum meziplanetární hmoty. Původ a vývoj jejího jádra provázely rozvášněné debaty. Je nepravidelný tvar 67P důsledkem dlouhotrvající nepravidelné eroze? Narušuje sublimace středové oblasti komety více než okrajové výčnělky? Nebo jde naopak o těleso složené ze dvou objektů?

Na montáži vidíme několik snímků o vysokém rozlišení zařízení OSIRIS na palubě sondy Rosetta, které sloužily vědcům při orientaci široké škály povrchových útvarů. Vlevo nahoře jsou světle zeleně vyznačeny kaskádovité terasy a tenké vrstvy odhalených sedimentů (červené přerušované linie) oblasti Seth na větším ze dvou výčnělků 67P. Sklon teras a sedimentárních linií je větší v oblastech bližších kometárnímu „krku“ (spojení obou laloků). Na zvětšeném snímku vidíme terasy ve dvou lokalitách (označeny menšími bílými a žlutými šipkami) spolu s typickými drobnějšími vrstvami sedimentů (jsou označeny většími bílími šipkami). Na montáži vlevo dole: tenké rozrušené vrstvy sedimentů (červené přerušované čáry) z oblastí Imhotep a Ash na větším laloku. Sklon teras oblasti Ash je jiný než v oblasti Seth. Na snímku je pro srovnání vyznačen i sklon teras a sedimentárních vrstev menšího laloku v pozadí. Vpravo nahoře : vrstvy sedimentů (červené přerušované čáry) s příčnými zlomy (modré přerušované čáry) na povrchu prudkého srázu oblasti Hathor (na menším z obou laloků). Horizontální orientace povrchových vrstev oblastí Hathor a Ma’at je téměř shodná. Naopak v přiblížení dvou povrchů sousedících regionů Hathor a Anuket můžeme vidět rozdílnou horizontální orientaci obou oblastí (bílé šipky). V tomto světle se jeví oblast Hathor jako původní struktura jádra, kdežto Anuket jako oblast usazenin v důsledku dlouhého vývoje 67P. V pravé spodní části montáže jsou zvýrazněny linie povrchu oblastí Anubis a Seth na větším výčnělku jádra 67P. Tři menší šipky označují okraje teras oblasti Anubis, větší šipka míří k okraji terasovité plochy sousední oblasti Atum.

Na montáži vidíme několik snímků o vysokém rozlišení zařízení OSIRIS na palubě sondy Rosetta, které sloužily vědcům při orientaci široké škály povrchových útvarů.
Vlevo nahoře jsou světle zeleně vyznačeny kaskádovité terasy a tenké vrstvy odhalených sedimentů (červené přerušované linie) oblasti Seth na větším ze dvou výčnělků 67P. Sklon teras a sedimentárních linií je větší v oblastech bližších kometárnímu „krku“ (spojení obou laloků). Na zvětšeném snímku vidíme terasy ve dvou lokalitách (označeny menšími bílými a žlutými šipkami) spolu s typickými drobnějšími vrstvami sedimentů (jsou označeny většími bílími šipkami).
Na montáži vlevo dole: tenké rozrušené vrstvy sedimentů (červené přerušované čáry) z oblastí Imhotep a Ash na větším laloku. Sklon teras oblasti Ash je jiný než v oblasti Seth. Na snímku je pro srovnání vyznačen i sklon teras a sedimentárních vrstev menšího laloku v pozadí.
Vpravo nahoře : vrstvy sedimentů (červené přerušované čáry) s příčnými zlomy (modré přerušované čáry) na povrchu prudkého srázu oblasti Hathor (na menším z obou laloků). Horizontální orientace povrchových vrstev oblastí Hathor a Ma’at je téměř shodná. Naopak v přiblížení dvou povrchů sousedících regionů Hathor a Anuket můžeme vidět rozdílnou horizontální orientaci obou oblastí (bílé šipky). V tomto světle se jeví oblast Hathor jako původní struktura jádra, kdežto Anuket jako oblast usazenin v důsledku dlouhého vývoje 67P.
V pravé spodní části montáže jsou zvýrazněny linie povrchu oblastí Anubis a Seth na větším výčnělku jádra 67P. Tři menší šipky označují okraje teras oblasti Anubis, větší šipka míří k okraji terasovité plochy sousední oblasti Atum.
Zdroj: http://www.esa.int/

Montáž ve velkém rozlišení (5.44 MB) najdete zde.

Toto pondělí 28. září začala ve francouzském Nantes Evropská konference planetárního výzkumu, a tým mise Rosetta se postaral o jednu z prvních prezentací vědeckých výsledků. Dlužno říct, že první dohady o povaze kometárního jádra se objevily už v prvních týdnech po příletu sondy Rosetta do blízkosti 67P, a s odstupem času vidíme, že byly úspěšné. Nicméně odborníci ESA finální rozhodnutí odsunuli až do doby, kdy budou mít k dispozici více naměřených dat. Pondělní vystoupení členů programu Rosetta tak podtrhlo a sečetlo všechny dosavadní výzkumy, a dalo nám ohledně původu tohoto objektu jednoznačnou odpověď.

Těleso pojmenované na počest svých objevitelů jako Čurjumov-Gerasimenko je „slepencem“ dvou různých kometárních jader, která se spojila při relativně nízké vzájemné rychlosti. Vědci opírají svá tvrzení o dlouhodobý výzkum a počítačové modelace na základě snímků povrchu komety ve vysokém rozlišení. Na každém z výčnělků jsou svrchní vrstvy materiálu uspořádány odlišně. Díky výzkumu palubními přístroji sondy Rosetta i modulu Philae se situace jeví obdobně i v hlubších podpovrchových vrstvách.

Výsledky výzkumu se kromě nedávné prezentace dočkají i publikování v prestižním odborném periodiku Nature.

Grafické znázornění 3D modelu použitého při určování geologické povahy jádra 67P. Tyto modelace pomohly odborníkům odhalit binární charakter tělesa. Vlevo nahoře: Snímky zařízení OSIRIS pořízené ve vysokém rozlišení umožnily identifikovat více než sta terasovitých ploch (světle zelená) a odhalených slojů (červené přerušované linie) – vrstev sedimentárního materiálu. Na horní polovině snímku vidíme oblasti regionu Hathor, situovaném na menším z obou komentárních výběžku. Na spodní polovině vidíme vpravo region Seth, který se nachází na protilehlém větším výběžku. Uprostřed montáže je vyobrazena samotná 3D modelace sklonu jednotlivých teras a sedimentárních vrstev vzhledem k podpovrchovým strukturám a celkovému objemu obou kometárních výčnělků. V levé části prostředního obrázku jsou rozdílné horizontální sklony teras a vrstev sedimentů zasazeny do prostorového modelu jádra 67P. V pravé jsou odlišné sklony rovin měřených povrchových ploch zobrazeny samostatně. A právě zde je dobře patrný rozdílný původ obou menších kometárních jader, která vytvořila komplexní binární těleso označované jako 67P Čurjumov-Gerasimenko. V pravé části montáže jsou vyznačeny lokální gravitační vektory na povrchu 67P kolmo k rovině náklonu terasovitých ploch a vrstev sedimentů. Kromě směru působení gravitace v jednotlivých oblastech jádra i jejich velikost (délka) znázorňuje intenzitu lokálního gravitačního působení. Na této 3D modelaci je rovněž zřejmá binární povaha jádra komety Čurjumov-Gerasimenko.

Grafické znázornění 3D modelu použitého při určování geologické povahy jádra 67P. Tyto modelace pomohly odborníkům odhalit binární charakter tělesa.
Vlevo nahoře: Snímky zařízení OSIRIS pořízené ve vysokém rozlišení umožnily identifikovat více než sta terasovitých ploch (světle zelená) a odhalených slojů (červené přerušované linie) – vrstev sedimentárního materiálu. Na horní polovině snímku vidíme oblasti regionu Hathor, situovaném na menším z obou komentárních výběžku.
Na spodní polovině vidíme vpravo region Seth, který se nachází na protilehlém větším výběžku.
Uprostřed montáže je vyobrazena samotná 3D modelace sklonu jednotlivých teras a sedimentárních vrstev vzhledem k podpovrchovým strukturám a celkovému objemu obou kometárních výčnělků. V levé části prostředního obrázku jsou rozdílné horizontální sklony teras a vrstev sedimentů zasazeny do prostorového modelu jádra 67P. V pravé jsou odlišné sklony rovin měřených povrchových ploch zobrazeny samostatně. A právě zde je dobře patrný rozdílný původ obou menších kometárních jader, která vytvořila komplexní binární těleso označované jako 67P Čurjumov-Gerasimenko.
V pravé části montáže jsou vyznačeny lokální gravitační vektory na povrchu 67P kolmo k rovině náklonu terasovitých ploch a vrstev sedimentů. Kromě směru působení gravitace v jednotlivých oblastech jádra i jejich velikost (délka) znázorňuje intenzitu lokálního gravitačního působení. Na této 3D modelaci je rovněž zřejmá binární povaha jádra komety Čurjumov-Gerasimenko.
Zdroj: http://www.esa.int/

Montáž ve velkém rozlišení (4.68 MB) najdete zde.

Vědecký tým podrobně analyzoval snímky více než stovky rozeklaných povrchových teras, útesů, dutin i paralelních vrstev sedimentů na členitém povrchu obou laloků. Z těchto dat byl následně vytvořen 3D model, díky kterému byli vědci schopni odvodit strmost a úhlovou orientaci povrchových útvarů jednotlivých vrstev vůči celkovému tvaru objektu. Ukázalo se, že sklon většiny terasovitých vrstev obou laloků se různí v závislosti na příslušnosti k odděleným hemisférám. To přivedlo vědce k jasnému závěru, že se obě kometární poloviny vyvíjely nezávisle na sobě, i když podobným způsobem, neboť sdílely podobné prostředí vzdálených oblastí Kuiperova pásu, a až později došlo díky gravitačnímu působení a jejich pomalé rychlosti k vzájemnému spojení. Původně tedy jde o dvě autonomí tělesa.

In memoriam: „Brána Claudie Alexander“

Claudia Alexander

Claudia Alexander
Zdroj: http://www.jpl.nasa.gov/

Když už jsme se dnes zabývali nejen geologií, ale i topografií jádra komety Čurjumov-Gerasimenko, dovolte mi zakončit tento text vzpomínkou na úžasnou (nejen vědeckou) osobnost Claudie Alexander z kalifornského oddělení JPL úřadu NASA, která zaštiťovala americkou účast v programu Rosetta. Opustila nás v červenci letošního roku paradoxně jen pár dní před zlatým hřebem její další srdcové mise – průletem sondy New Horizons kolem planetky Pluto. Osud někdy zamíchá karty hodně krutě.

Sledovat její prezentace a přednášky na kanálu Youtube ohledně programu Rosetta byl vždy nejen zajímavý ale i hodně příjemný zážitek. Snoubily se v nich totiž faktické informace s neuvěřitelným smyslem pro humor. Mnohdy její vyprávění či komentáře připomínaly vtipkování Whoopi Goldberg v dobách její největší filmové kariéry.

Vědecký tým programu Rosetta se rozhodl uctít památku Claudie Alexander tím, že pojmenoval výrazný okrajový útvar na menším ze dvou výběžků 67P jejím jménem. Dnes už jej tedy známe jako „Bránu Claudie Alexander“.

Brána Claudie Alexander

Brána Claudie Alexander
Zdroj: http://www.jpl.nasa.gov/

Zdroje informací:
http://www.dlr.de/
http://www.esa.int/
http://www.jpl.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.esa.int/
http://www.jpl.nasa.gov/

Pin It
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

GD Star Rating
loading...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


19 komentářů ke článku “Kometa Čurjumov-Gerasimenko je kontaktním binárním tělesem”

  1. gg napsal:

    „Opustila nás v červenci letošního roku paradoxně jen pár dní před zlatým hřebem její další srdcové mise – průletem sondy New Horizons kolem planetky Pluto.“

    Faktor smůly: nula celá čtyři kilovítků… :-/

  2. Spytihněv napsal:

    Lidé by neměli odcházet ani v relativně mladém věku (56 let) uprostřed rozdělané práce. Claudie Alexandr se narodila v roce 1959 a přesto se nějakým způsobem podílela již na Pioneeru 12 k Venuši (start 1978). Nezanedbatelnou stopu zanechala na misi Galileo. Nevím, jak dlouho s nemocí zápolila, ale výsledky Rosetty + Philae ji snad trochu přiváděly i na jiné myšlenky. Ale těžko říci…

  3. Racek napsal:

    Zvláštní, jaká souhra náhod může způsobit spojení takových těles, která vznikla asi odděleně, rozhodně ne za týden ale za miliony až stamiliony let a přesto se setkala velmi malou rychlostí, přes svou křehkost ale současně velkou hmotu a setrvačnost se neroztříštila a nějak záhadně se spojila a nerozdělila…
    Kdyby ovšem podobné tvary nevykazovaly i další komety, myslím i ta Halleyova …

    • Petr Scheirich napsal:

      Ono to je méně zvláštní, než to vypadá. Vznik sluneční soustavy se sice dá jen obtížně popsat v několika větách, ale zkusím to zestručnit.
      Potkávací rychlosti částic v protoplanetárním disku byly velice malé, protože dráhy byly téměř kruhové a sklony drah minimální. Při vzájemných setkáních se tedy objekty netříštily, ale zůstávaly pohromadě. To způsobilo, že vůbec jakákoliv větší tělesa mohla vzniknout. Tahle proto-sluneční soustava byla v tzv. akrečním módu.
      Objekty o velikosti několika km vznikly vzájemným spojováním menších tělísek v řádu desítek až stovek tisíců let. Pokud jde o miliony let – to už je časová škála, kterou potřebovaly ke svému vzniku obří planety. A právě vznik obřích planet díky jejich gravitaci způsobil, že se dráhy všech ostatních těles „rozhodily“ (zvětšily se sklony drah a jejich výstřednosti), v důsledku čehož narostly vzájemné potkávací rychlosti, takže se již při vzájemných setkáních nespojují, ale většinou tříští. Od vzniku obřích planet je tedy sluneční soustava v tzv. fragmentačním módu.
      Takže ano, byla by to obrovská náhoda, kdyby takovéhle binární těleso vzniklo v „dnešní“ sluneční soustavě. Ale ranná fáze vývoje těmto spojením přímo nahrávala, takže není až takovým překvapením, že vidíme tolik dvojitých jader komet (dá se říci, že ze všech jader komet, u nichž máme nějakou informaci o tvaru, ať již ze sond, nebo z pozorování radarem ze Země, je zhruba polovina kontaktní binár).

      • Spytihněv napsal:

        Pokud dobře počítám, tak ze setkání se sondami známe tvar jádra komety v šesti případech. Binární je tedy tato aktuální a čistě podle tvaru by to ještě měla být Borrelly a neskutečně dokonalá „kost“ Hartley 2. Je to tak? V tom případě by to opravdu byla polovina (tři ze šesti).

        • Petr Scheirich napsal:

          Zkusím to sesumírovat.
          Není binár:
          Tempel 1,
          Wild 2.
          Mohl by být binár:
          Halley,
          Borelly.
          Je binár:
          Hartley,
          Čurjumov-Gerasimenko,
          Tuttle (z radaru ze Země: http://news.sciencemag.org/2008/10/comet-tuttles-split-personality ).

        • Spytihněv napsal:

          Díky. Giotto sice vykonala na svou dobu obdivuhodnou věc, ale ty záběry Halley ještě nejsou tak kvalitní jako u následovnic, takže to není tak markantní. U Hartley je oblast spojení jakoby vysoustružená. Při pohledu blíže by to tak hladké určitě nebylo, ale přesto. Jak se něco takového vytvoří?

        • Petr Scheirich napsal:

          Já myslím, že co se týče tíhového zrychlení na povrchu a v okolí jádra, tak v oblasti spojení je „jáma“, kde se hromadí prachové částice, které jsou dost malé na to, aby je z jiných míst vyvrhly výtrysky plynů, ale ne dost malé na to, aby ve finále opustili tíhové pole jádra. Prostě taková „závěj“ :-).

        • Spytihněv napsal:

          Závěj z relativně jemného materiálu by tu překvapivou hladkost rozhodně vysvětlovala. Netroufnu si soudit, nakolik to bude přesné, ale zajímavá teorie to určitě je. A má i jistý půvab 🙂

      • Racek napsal:

        Jistě, ovšem tady se jedná o případ spojení dvou téměř stejně velkých, velmi křehkých těles., rozhodně ne to, co bychom mohli nazvat srážka, rychlostí řekněme několik metrů za sec, jinak by došlo k roztříštění a poté třeba k shlukování. Pak by ale asi nevznikla činka, ale homogenější útvar.
        Na druhé straně, připouštím, sám fakt existence napovídá, že mechanismus asi existuje. A není asi náhodný.

        • Petr Scheirich napsal:

          Je to přesně naopak, než si představujete. Čím křehčí těleso, tím vyšší rychlost srážky (a tím myslím prostě setkání dvou těles, bez ohledu na rychlost) vydrží. Pokud materiál není kompaktní, ale snadno se deformuje, praská, obsahuje hodně mezer (což je případ také kometárních jader), tak při setkání s jiným tělesem jednotlivé části materiálu se nejprve posouvají po sobě, což absorbuje velkou část energie nárazu ještě před tím, než vůbec může dojít k nějakému roztříštění. Zjednodušeně řečeno to můžeme přirovnat k deformačním zónám u auta.

      • Racek napsal:

        No, opravdu, to jsem netušil, že když se srazí dva křehké předměty, že se neroztříští :-)) , na rozdíl od pevných. Mimochodem, já ještě zažil dobu aut bez deformačních zón. Jednou jsem viděl čelní srážku Škoda 1000 Mb a Škoda Octavia, tuším v roce 1965. Octavia vypadala celkem neporušeně, to embéčko moc nevypadalo , holt mělo už ty zóny. Řidič ovšem nepřežil ani jeden…|Vystavovali to tenkrát na náměstí ve Slaném, jako názornou agitaci.
        No, vážně, kinetická energie těles vážících miliardy tun je i při vzájemné rychlosti několika metrů za sec strašná a devastující. A podívejme se co způsobil dopad několika set kilogramového projektilu do jádra komety. Materiál tehdy vyvržený byl v řádu několika desetitisíců tun.
        Ale nechme toho. Nějak se to stalo a asi to není náhoda. Takže každé vysvětlení může být nakonec při určité shodě okolností pravdivé.

        • Petr Scheirich napsal:

          Začínáte míchat jablka s hruškami a švetkami.
          Automobilovou srážku jsem uváděl jako hodně zjednodušený příklad. Navíc v tom příkladu nejde o to, jestli je auto porušené, ale jak dobře se absorbuje energie nárazu.

          Pojem „křehkost“ pro kometu jste poprvé použil Vy. Já jsem ho po Vás jen zopakoval, ale měl jsem zkrátka na mysli kometární materiál, protože o kometě vedeme diskuzi od začátku. A kometární materiál, díky snadné deformovatelnosti a poréznosti, je schopen absorbovat mnohem silnější náraz než třeba souvislý blok skály.

          Při srážkách těles nehraje roli jejich kinetická energie, ale jejich tzv. specifická energie, což je kinetická energie srážky dělená hmotností tělesa. Takže sice samotná kinetická energie může být „strašná“, ale záleží také vždy na tom, jak „strašná“ je hmotnost těles.

          Srovnávání srážky rychlostí v řádu několika m/s s dopadem impaktoru na povrch komety, který se odehrál rychlostí 10 KILOMETRŮ/s je naprosto irelevantní.

        • Spytihněv napsal:

          A co třeba takovéto zjednodušené přirovnání. Dvě koule z modelíny vyšlu velkou rychlostí proti sobě. A pak totéž udělám se dvěmi koulemi třeba z křemene. V prvním případě obě povolí a zcelí se, ve druhém se roztříští na X kousků.

        • Racek napsal:

          No, je fakt že z předmětu pružnost-pevnost jsem měl jen dvojku, takže to vysvětluje mojí neznalost.
          Pánové, ta kometa opravdu není plastelína. Spíš porézní objekt podobný kouli se zmrzlého bláta. A za druhé, kdyby se setkaly dva objekty z plastelíny v rychlosti kdy by se tříštily obdobné křemenné, zbyly by z nich jen jakési cákance. Navíc, ve vesmíru by byla asi plastelína řádně zmrzlá, že.
          Moje vysvětlení je stejně hloupé, jak srážka. Obě složky vznikly ve stejné chvíli na stejném místě vedle sebe a gravitace je časem velmi pomalu spojila. No, taky se to snadno rozcupuje, že ano. Já vím :-))

        • Spytihněv napsal:

          To byl opravdu jen pokus o velmi zjednodušený příklad, který netřeba brát doslova. Prostě něco měkkého poddajného versus něco jiného velmi tvrdého 🙂

        • Racek napsal:

          No, vypadá to že někdo ty kusy záměrně slepil :-))

        • Racek napsal:

          No jo, možná dřív, teď spíše něco měkkého podajného s měkkým, podajným …asi proto mám ty chybné názory, ehhh, nebojte, přijde den…

  4. Tomáš Kohout napsal:

    Sice se většina názvů na 67P vztahuje k egyptské mytologii, ale myslím si, že by se dalo s výhodou využít toho, že kometa má dva objevitele a pojmenovat jedno jádro Čurjumov a druhé Gerasimenko.

Zanechte komentář