Может показаться, что мы далеко продвинулись в исследовании комет Солнечной системы, но на самом деле мы лишь слегка прикоснулись к их загадкам. На изображении виден неглубокий след от столкновения кометы Темпеля 1 с зондом миссии NASA Deep Impact. Телескоп Джеймс Уэбб способен «погрузиться» в исследование комет немного глубже.
Когда телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба увидит свет в 2018 году, охотники за кометами будут из кожи вон лезть, чтобы получить возможность с ним поработать. Все потому, что 6,5-метровая линза даст беспрецедентную чёткость изображения комет, летящих недалеко от Земли.
Новое исследование, ведомое Майклом С. П. Келли, в кооперации с научными сотрудниками Университета штата Мэриленд, рассказывает о причинах, по которым телескоп Джеймс Уэбб станет прекрасным инструментом для исследования комет. (Этот документ будет опубликован в изданиях Тихоокеанского Астрономического Общества). Наблюдатели комет будут конкурировать с астрономами по всем направлениям исследований, таким как наблюдение за галактиками и изучение возникновения Вселенной.
Наша проблема заключается в том, что кометы на большом расстоянии выглядят очень размыто. Еще более нечёткую картину мы получаем при наблюдении через земную атмосферу. Телескоп Джеймс Уэбб, в свою очередь, расположен далеко от Земли и обладает линзой, размер которой в несколько раз превышает аналогичную у телескопа Хаббл. Благодаря этому, открываются широкие возможности для наблюдения за кометами Солнечной Системы.
На Джеймсе Уэббе также установлен сверхчувствительный спектрометр, с волновым диапазоном от 3 до 5 мкм. С его помощью мы можем исследовать выбросы кометных газов - водяного пара, углекислого газа. Изучая их, мы можем определить состав кометного ядра.
«Мы хотим понять, из чего состоит ядро», - рассказал Кейли в интервью Discovery News. «С расстояния, все, что мы видим, это яркое, несвязное облако. У нас нет возможности изучить непосредственно ядро».
Диоксид углерода в хвосте кометы NEAT (открытой в 2004 году), не виден на снимках с Земли.
Диоксид углерода в кометах практически не виден с Земли, потому что плотные слои атмосферы закрывают обзор. Используя телескоп Джеймс Уэбб, мы можем видеть его очень хорошо. Почему это важно? Потому что его наличие - один из главных показателей для расчёта потерянной массы кометы во время приближения к солнцу и при утрате её внешних слоёв.
Диоксид углерода и его близкий родственник, оксид углерода представляют собой летучие молекулы. Это означает, что они легко поддаются воздействию солнечной энергии, в сравнении, например, со льдом. Поэтому, когда комета приближается к солнцу, учёные хотят изучить эти два элемента для понимания процесса эродирования.
Несколько комет были замечены в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Земные телескопы засекли пылевые следы от этих комет, предполагается, что там происходит, своего рода, кометная активность. Хотя, скорее всего, эта активность низкая. Учитывая их относительную близость к Солнцу и стабильность орбиты, можно предположить, что большая часть их газа улетучилась.
Чувствительность телескопа Джэймс Уэбб позволяет учёным понять, какое количество газа осталось в кометах главного пояса. Кейли сказал, что этот газ может иметь отношение к воде. “Это истории о воде в поясе астероидов” - сказал он. “Мы хотим понять, откуда она там взялась, сколько её, и какое количество в своё время попало на Землю”.
Большинство комет могут быть изучены лишь в близости от Земли, потому что там же находятся аппараты для их изучения. (“Розетта” стала первым аппаратом, находившимся на орбите кометы более одного года). Это создает искажённое представление о кометах. Мы видим их только во время сильной активности, а не во время разогрева или остывания.
Комета 103P/Hartley-2 (на фото) вместе с художественной иллюстрацией её маршрута в Солнечной Системе. (2010г.)
Список перспективных целей исследования для “Джэймса Уэбба” очень широк, но вот некоторые “любимцы” Келли:
- 46P/Wirtanen (2018): Эта комета проходит очень близко от Земли, примерно на четырёхкратной дистанции от Земли до Луны. Келли говорит, что комбинация её близости и хорошего изображения Джеймса Уэбба позволит учёным хорошо изучить поверхность кометы;
- 133P/Elst-Pizarro (2018): Одна из самых известных комет в главном поясе астероидов. До появления Джеймса Уэбба, чёткой информации о количестве газа в этих кометах, не было. “Джэймс Уэбб” сможет ее нам предоставить;
- 103P/Hartley 2 (2023): Эта комета была немного исследована в 2010 году во время миссии NASA, EPOXI. С помощью “Джеймса Уэбба” мы сможем сформировать более точную картину поведения кометы.