Активные впадины и неоднородность ядра кометы Чурюмова-Герасименко

Одной из заметных деталей рельефа кометных ядер, обнаруженных в ходе различных космических экспедиций, оказались округлые углубления поперечником до нескольких сотен метров. По форме они не похожи на кратеры, да и оценки темпа метеоритной бомбардировки кометных ядер показывают, что лишь очень немногие из этих впадин могут иметь ударное происхождение. Космический аппарат «Розетта» впервые позволил наблюдать связь этих впадин с активностью кометного ядра и получить конкретные свидетельства в пользу того, что впадины имеют «местное» происхождение. Об этом сообщают в журнале Nature J.-B. Vincent и его коллеги.

Изучая активность ядра кометы Чурюмова-Герасименко с июля по декабрь 2014 года, они обнаружили, что обширные истечения вещества с поверхности кометы состоят из множества узких деталей, берущих начало в округлых впадинах диаметром от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Глубина некоторых впадин также достигает нескольких сотен метров, позволяя заглянуть внутрь кометы. Всего на северном полушарии кометы выявлено 18 впадин. Источниками джетов являются лишь некоторые из них, наиболее глубокие, с отношением глубины к диаметру (d/D) порядка 0.73. У неактивных впадин это отношение гораздо меньше, примерно 0.26.

Несмотря на связь активных впадин с джетами, объяснить происхождение впадин простым выбросом вещества не удаётся. Чтобы образовать таким способом самые большие углубления, потребовалось бы время порядка нескольких тысяч лет. Между тем, предполагается, что интенсивная потеря вещества кометой Чурюмова-Герасименко началась лишь недавно, после её перехода на теперешнюю орбиту в 1959 году. Кроме того, эрозия вряд ли способна породить столь округлые очертания.

Похожие впадины на комете Темпеля-1 связаны с взрывными выбросами. Приближаясь к этой комете, зонд Deep Impact зафиксировал не менее десятка выбросов массой до 300 т, вероятно, связанных с системой впадин на ядре кометы. В рассматриваемый период времени, точнее 30 апреля 2014 года, на комете Чурюмова-Герасименко также был зафиксирован выброс с массой 10³-10⁵ кг, то есть сравнимый по мощности с выбросами на комете Темпеля-1. Этого слишком мало, чтобы объяснить происхождение впадин на комете Чурюмова-Герасименко: типичная активная впадина на ней соответствует удалению миллионов тонн вещества.

Авторы предположили, что впадины образуются в результате обрушения сводов над обширными подповерхностными пустотами. При обрушении обнажается «свежее» вещество кометы, которое начинает интенсивно испаряться, обуславливая тем самым активность внутри впадин. При этом само по себе обрушение является мгновенным событием, но рост полости под поверхностью кометы может продолжаться длительное время. Авторы даже не исключают, что пустоты присутствуют в ядре кометы Чурюмова-Герасименко изначально, с эпохи её формирования. Наличие пустот согласуется с данными о чрезвычайной пористости ядра кометы (порядка 70-80%). Однако, с другой стороны, впадины обнаруживаются далеко не на всей поверхности ядра. Если их происхождение связано с внутренними пустотами, значит, эти пустоты распределены внутри ядра очень неравномерно.