I januar 2015 blev de foreløbige resultater fra Rosetta-rumsonden udgivet. Det var en længeventet begivenhed, og nu hvor kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko begynder at afsløre sine hemmeligheder, kan forskerne stykke et detaljeret billede af kometen sammen.
Fotografierne afslører huller på kometens overflade – mange af dem er flere hundrede meter dybe og brede – som synes at udspy små støvskyer ud i Rummet.
Det har fascineret Rosetta-forskerne, som har diskuteret hvad forårsager hullerne og støvskyerne, og hvad de kan fortælle os om selve kometens formation og evolution.
Nu viser ny forskning, at de mystiske huller måske blev dannet, da kometens overflade styrtede sammen og faldt ned i et hulrum. Det kan fortælle forskerne mere om det materiale, kometen er dannet af.
Resultaterne, der netop er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature, er endnu en brik i puslespillet om, hvordan kometen blev dannet, og de kan måske hjælpe Rosetta-forskerne til at fortælle os mere om vores eget solsystems oprindelse.
Det er de hidtil bedste billeder
Da landingsfartøjet Philae fuldendte den historiske landing på komet 67P tidligere på året, blev det hjulpet godt på vej af Rosetta-sondens OSIRIS-kamera.
Osiris-kamerasystemet består af 2 kameraer – et wide-angle kamera, der tager de store billeder af den berygtede komet, og et narrow-angle kamera, der tager billeder i høj opløsning af kometens overflade.
Tidligere kameraer fotograferede kometerne med 10 meter per pixel, men OSIRIS tager billeder 10 centimeter per pixel. Det betyder, at forskerne kan se hidtil usete detaljer.
\ Fakta
Rosetta er en rumsonde, der er bygget og opsendt af Den Europæiske Rumorganisation for at foretage detaljerede undersøgelser af kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko. Rosetta gik i kredsløb om kometen den 6. august 2014. Forskere fra hele Europa og USA har bygget orbiteren (Philaes moderfartøj Rosetta, red.) og landfartøjet til denne enestående ekspedition i et forsøg på at løse gåden om de mystiske kometer. Rosettas orbiter havde sit første korte møde med kometen i 2015, og er stadig tæt på den iskolde kerne, som den flyver tættere på Solens varme domæne. Når missionen afsluttes i september 2016, har både rumfartøjet og kometen været i kredsløb om Solen, og er på vej ud af det indre solsystem. Rosettamissionen er på mange punkter historisk: Det er første gang, et rumfartøj er i kredsløb om en komets kerne. Det er første gang, et rumfartøj flyver side om side med en komet, som den er på vej ind i det indre solsystem. Det er første gang, et rumfartøj observerer, hvordan en iskold planet ændres ved Solens varme. Det er første gang, det er lykkedes at foretage en kontrolleret landing af et rumfartøj på en komet. Det er de første billeder fra en komets overflade, og første gang man har kunne fortage in situ analyser. Rosetta er den første rumsonde, der får elektricitet fra solceller så langt fra Solen
Hans Rickman, der er professor emeritus på afdelingen for fysik og astronomi på Uppsala Universitet i Sverige og forskningsleder af OSIRIS-holdet, forklarer:
»Rosetta-missionen forsøger at svare på et meget vigtigt spørgsmål. Var kometen øjenvidne til selve dannelsen af solsystemet, da de første massive objekter af betragtelig størrelse blev dannet? Det er, hvad alle de informationer, vi har samlet fra alle andre kometer, har givet os en formodning om. Men det kan være, denne komet fortæller os noget andet. Det skal vi nu til at finde ud af.«
Nøjere eftersyn giver overraskende resultater
OSIRIS har taget billeder af kometens overflade hver dag i næsten et år, og forskerne har analyseret fotografierne for at studere kometens overflade.
»Da Rosetta ankom på kometen sidste sommer, så vi, at der var et par huller i overfladen – nogle af dem var meget store,« siger Jean-Baptiste Vincent, forfatteren til den nye undersøgelse og planetforsker ved Max-Planck-Instituttet for solsystemsforskning i Tyskland.
»Først tænkte vi ikke så meget over det, da vi koncentrede os om at kortlægge hele kometens overflade og fokuserede på at identificere alle de karakteristiske egenskaber, vi kunne se. Men da vi begyndte at undersøge hullerne nærmere, så vi, at hullerne udspyede små støvskyer, nærmest i et lille sprøjt,« udtaler Vincent.
Ved nærmere inspektion så det ud til, at støvskyerne kom ud af hullernes vægge, så Vincent og hans hold besluttede sig for at efterforske dem yderligere.
Hvad forårsagede de store huller?
En teori er, at hullerne gennem mange år blev dannet af sprøjtene, da de udspyer støv ud i rummet.
Det sker gennem en sublimations-proces, hvor is opvarmes så hurtigt, at det omdannes direkte til en gasart. Som gassen slipper ud i Rummet, tager det støv fra kometens overflade med sig.
(Foto: Vincent et al. 2015)
Men ved at analysere de nye OSIRIS-billeder kunne forskerne vurdere den mængde materiale, der blev kastet tilbage, og det stod klart, at sprøjtene simpelthen ikke udspyede nok støv til at forklare, hvordan hullerne blev dannet.
De begyndte at undersøge den mulighed, at hullerne faktisk blev dannet meget hurtigere – gennem en proces, som vi ser her på Jorden.
Kan svaret på gåden om hullerne findes på Jorden?
Hvis du nogensinde har været i en grotte, har du måske set lignende huller. Geologerne kalder dem ‘jordfaldshuller’. De dannes, hvor jorden ovenover er faldet ned eller helt er blevet opløst.
En grotte er i bund og grund et hulrum i jorden. På et tidspunkt kan grotterne blive så store, at de ikke længere kan bære vægten af den jord, der ligger ovenpå. Derfor kollapser de, og jorden falder sammen. Flere af Jordens regioner flyder med jordfaldshuller.
På en komet er processen lidt anderledes, men princippet er det samme. Det kan måske forklare hullerne på kometens overflade så vel som de mærkværdige støv-dampe.
»Når en grotte styrter sammen og danner hullerne, bliver siderne af hulrummet udsat for sollys, som hurtigt smelter isen så luftarter og støv slipper ud i fine sprøjt, som man kan se på billederne,«siger Vincent.
Men hvordan opstod hulrummene?
Teorien om jordfaldshuller forklarer, hvordan hullerne fik deres form, og hvordan de opstod så hurtigt. Men forskerne mangler stadig at forklare, hvor hulrummene kom fra.
I følge Vincent er der to mulige forklaringer, og de tager os hele vejen tilbage til dengang, kometen først blev dannet – måske endda helt tilbage til vores eget solsystems oprindelse.
(Foto: Vincent et al. 2015)
»De kan være meget gamle, faktisk primordiale. Måske stammer de helt tilbage fra kometens dannelse. Hvis kometen blev dannet af materiale fra Rummet, der kolliderede og hobede sig op, kunne der let være opstået hulrum mellem blokkene af materiale. De kunne senere bryde sammen og skabe de huller, vi nu kan se.«
»En anden teori er, at kometen er dannet af et meget porøst materiale, med mange små hulrum, der indeholder is. Når isen sublimerede direkte til gas, slipper gas-arten ud og skaber et større hulrum langt inde i kometen. Ligesom på Jorden kan de over tid ikke længere kan bære vægten af, hvad der ligger ovenpå. Derfor kollapser de og skaber de huller, der præger overfladen på komet 67P,« siger Vincent.
Kan jordfaldshuller fortælle os, hvordan kometerne bliver dannet?
I øjeblikket kan Vincent og hans team ikke sige, hvilken teori er korrekt, men de regner med at yderligere data indsamlet af Rosetta snart vil afsløre det.
»Nu da Philae er vågen, kan vi scanne kometen for at se hvordan sammensætningen er under overfladen. Hvis vi ser store hulrum, så er det evidens, at de er gamle og stammer helt tilbage fra den tidligste dannelse af kometen,« siger han.
Mens Vincent og hans team fortsætter med at fotografere kometen og indsamle flere data, kan andre forskere begynde at benytte deres egne observationer for at se, om de tilslutter sig eller forkaster de eksisterende teorier om, hvordan kometer bliver dannet.
Rosetta-missionens banebrydende efterforskning fortsætter.
Oversat af Stephanie Lammers-Clark
