6 августа 2014 года космический аппарат Европейская Розетта, наконец, достиг орбиты кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. За это время ему не раз удавалось очень близко сталкиваться с ее окружающей средой и иногда получать интересные снимки крупным планом. Но в период, когда 67P оказывается на ближайшей точке своей орбиты вокруг Солнца, ученые этой миссии начинают получать долгосрочную перспективу того, как Солнце и солнечный ветер действуют на ледяного межпланетного бродягу.
По ходу своего вращения вокруг Солнца с кометой начнут происходить множество различных изменений. Самое очевидное – эволюция роста хвоста кометы. Это неизбежно, так как солнечное излучение сильно нагревает льды кометы, при этом образовываются струи пара и пыли. Но есть один нюанс: комета встроена в гелиосферу Солнца, поэтому она также зависит от динамики постоянного потока солнечного ветра.
Этот процесс с солнечным ветром можно проследить благодаря новым исследованиям, полученным от команды Розетта.
Всем известно, что на поверхности кометы имеется лед. Миссии удалось обнаружить некое количество ионов воды в хвосте кометы, которое резко увеличивается при приближении к Солнцу. В период между августом 2014 года и мартом 2015 года специальный инструмент Розетты – плазменный консорциум для анализа ионного состава – смог обнаружить в воде 10000-кратное увеличение скорости ионов солнечного ветра.
Ионы воды (это молекулы H2O, лишенные одного электрона) возникают в коме кометы. Так называется атмосфера, которая окружает ядро кометы. Тепло получаемое от Солнца вызывает в ядре процесс сублимации поверхности льдов. Кома постепенно заполняется этими молекулами, и они ионизуются ультрафиолетовым светом солнца.
После прохождения этого процесса в коме, на молекулы очень сильно влияют электрические свойства солнечного света. В то время как солнечный ветер становится более интенсивным, комета все ближе приближается к солнцу. В это время ионы «ощущают» большое ускорение солнечного света и просто выбрасываются из комы в космос. Некоторые из них также врезаются обратно в поверхность ядра.
Кроме того, эти частицы, возникнувшие непосредственно из солнечного ветра, стукнувшись в ядро, могут вызывать эффект распыления. То есть взрывные материалы выходят из ядра и отдаляются в хвост кометы. Эти частицы оставляют спектроскопический отпечаток. Таким образом, Розетта получает этот сигнал и может даже измерить его.
При помощи двухместной фокусировки масс-спектрометра, Розетте удалось обнаружить это распыление атомов и открыть огромное количество элементов, присутствующих в ионном хвосте кометы. Согласно полученной информации в состав элементов входят натрий, кремний, калий и кальций. Интересно, что подобные элементы можно обнаружить в углистых хондритах (это редкий класс метеоритов). Однако обилие комет превышает метеориты, поэтому нужно провести еще ряд работ, чтобы объяснить эти различия.
Ученые предполагают, что скорость кометы будет уменьшаться при приближении к солнцу. Ведь комета будет нагреваться, большее количество газов будут выбрасываться из ядра, а кома увеличиться. Это может влиять на отклонение частиц солнечного ветра, защищая их от столкновения с ядром.
Уже удалось заметить отклонение протонов на 45 градусов при помощи датчика. Это первые свидетельства взаимодействия кометы и окружающей среды Солнца.