Εναπόθεση νερού και πιθανοί κύκλοι νερού στον κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko
Είτε ονομάζονται «βρώμικες χιονόμπαλες» είτε «παγωμένες βρωμιές», οι κομήτες είναι πλούσιοι σε πάγο νερού. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, λίγα είναι γνωστά για τη φύση του πάγου του κομήτη, όπως η προέλευση, ο σχηματισμός και η διαδικασία εξέλιξής του. Για παράδειγμα, μπορεί να βρεθεί επαρκής ποσότητα αερίου νερού στο κώμα, ωστόσο όλοι οι παρατηρούμενοι πυρήνες κομήτη φαίνονται σκοτεινοί και έχουν χαμηλή ανακλαστικότητα.
Μόνο μια περιορισμένη ποσότητα πάγου νερού έχει ανιχνευθεί σε ορισμένες επιφάνειες κομητών. Γιατί αυτό? Γιατί είμαστε σε θέση να ανιχνεύσουμε νερό αλλά δύσκολα μπορούμε να το δούμε στην επιφάνεια του πυρήνα; Πού κρύβεται ο πάγος;
Το τροχιακό Rosetta μπορεί να μας δώσει στοιχεία για να ξεκαθαρίσουμε αυτό το μυστήριο. Με την επί τόπου, μακροχρόνια παρατήρηση και μέτρηση, ο πάγος του νερού έχει εντοπιστεί σε μικρές κηλίδες ή φωτεινά σημεία στην επιφάνεια του κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko. Επιπλέον, έχουν παρατηρηθεί λεπτοί παγετοί που εξαχνώνονται κοντά στις σκιές που υποχωρούν. Προκειμένου να εξηγηθεί ο παρατηρούμενος πάγος στην επιφάνεια του κομήτη, έχουν προταθεί πιθανές θεωρίες του κύκλου του πάγου του νερού στον κομήτη:
- Η εξάχνωση του πάγου από το υπόγειο στρώμα συμπυκνώνεται στο ανώτερο στρώμα μετά τη δύση του ηλίου.
- Η ανάστροφη ροή από το εσωτερικό κώμα εναποτίθεται στην ψυχρή περιοχή.
Ο πρώτος - μηχανισμός εξάχνωσης του υποεπιφανειακού πάγου - έχει γίνει ευρέως αποδεκτός και υιοθετήθηκε από πολλά πρόσφατα έργα σχετικά με τον κομήτη 67P/Churyumov-Gerasimenko, ενώ ο δεύτερος δεν έχει διερευνηθεί εκτενώς. Οι περισσότερες μελέτες εξετάζουν την εναπόθεση κώματος κυρίως για θερμοφυσικά μοντέλα του πυρήνα, επειδή τα μόρια συμπύκνωσης αερίου μπορεί να θερμαίνουν την επιφάνεια απελευθερώνοντας τη λανθάνουσα ενέργεια. Μερικά απλουστευμένα μοντέλα έχουν χρησιμοποιηθεί για την εξέταση της μεταφοράς μάζας γύρω από τον πυρήνα λαμβάνοντας υπόψη τη συμπύκνωση στα σκιερά μέρη της επιφάνειας του πυρήνα, ωστόσο χρειάζονται ακόμα πιο ακριβή και σύγχρονα μοντέλα για προσομοίωση και σύγκριση με αποτελέσματα παρατήρησης.
Μια πρόσφατη μελέτη (1) προσέγγισε τη διαδικασία συμπύκνωσης του εσωτερικού κώματος αερίου του 67P αριθμητικά, εισάγοντας τη δυναμική του διαλυμένου αερίου και τα δεδομένα από τη Rosetta. Οι συγγραφείς σχεδίασαν αρκετές θήκες για να δουν πώς κατανέμεται η εναπόθεση νερού με τις ποικίλες επιφανειακές συνθήκες, όπως διαφορετικές φωτισμένες περιοχές και εδάφη. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης δείχνουν ότι, πρώτον, είναι πιο πιθανό να υπάρχουν υδρατμοί που συμπυκνώνονται σε σκιερές περιοχές κατά τη διάρκεια της ημέρας παρά στη νύχτα της επιφάνειας του πυρήνα. Αυτό συμβαίνει επειδή η εναπόθεση προέρχεται από την αντίστροφη ροή, η οποία μπορεί να είναι μόνο μόρια αερίου που φτάνουν στην επιφάνεια από την περιοχή λόγω διαμοριακών συγκρούσεων. Η νυχτερινή όχθη δεν έχει σχεδόν καθόλου δραστηριότητες εκτόξευσης αερίων, επομένως αποτυγχάνει να παρέχει ένα ορισμένο ποσό ανάστροφης ροής. Δεύτερον, η περιοχή του λαιμού του κομήτη είναι άλλο ένα προτιμώμενο μέρος για εναπόθεση νερού λόγω του κοίλου εδάφους.
Τέλος, η εναπόθεση που αποκτάται από συμπύκνωση κώματος στο περιβάλλον κοντά στο περιήλιο είναι συγκρίσιμη με τη συσσώρευση πάγου από τη συμπύκνωση της υποεπιφανειακής εξάχνωσης, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο μηχανισμός συμπύκνωσης κώματος μπορεί επίσης να παίζει σημαντικό ρόλο στον κύκλο του νερού των 67P κατά τη διάρκεια της διέλευσης του στο περιήλιο. .
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Water vapor Deposition from the inner gas coma on the nucleus of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Planetary and Space Science . Αυτή η εργασία διεξήχθη από την Ying Liao από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Μακάο, την I. L. Lai από το Εθνικό Κεντρικό Πανεπιστήμιο (Ταϊβάν) και τους πρώην συναδέλφους της από το Πανεπιστήμιο της Βέρνης, Ελβετία.
