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67P彗星上的塌方和飛石

來源:環球科學

在羅塞塔的OSIRIS圖片中,一塊巖石從彗星67P/Churyumov-Gerasimenko表面跌落。這塊巖石在照片下方三分之一處。 (圖片來源:ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0))

 

科學家們分析了歐洲航天局“羅塞塔”任務所拍攝的珍貴圖像,發現了巖石跌落的奇怪現象以及引人注目的懸崖坍塌事件。

羅塞塔號于2014年8月至2016年9月對彗星67P/Churyumov-Gerasimenko進行環繞飛行,收集該彗星的塵埃,氣體和等離子體環境,表面特征和內部結構的相關數據。

作為這些由OSIRIS相機拍攝的約76000張高分辨率圖像分析任務中的一個目的,科學家們一直希望可以從中找到彗星表面變化的證據。他們特別感興趣的是將彗星離太陽最近的時期(被稱為“近日點”)和這之后一個時期彗星的表面變化進行對比,以便更好地了解彗星表面演化過程。

彗星上到處都是松散的碎片,但有時也會捕捉到有巖石被拋入深空或滾過彗星表面的情景。最近一個場景是,在彗星的光滑頸部區域發現有一顆新的巖石跌落,該區域在任務飛行過程中經歷了許多次明顯的大規模表面物質遷移。在那里,有一塊大約10m寬的巖石從附近的懸崖上跌落下來,并在整個彗星表面彈跳了數次而沒有碎裂,最后在松散的彗星固結表面留下了(一連串)“足跡”。

 

 

在羅塞塔的OSIRIS圖中,一塊巖石從彗星67P/Churyumov-Gerasimenko表面跌落。底部的圖片顯示了巖石在彗星表面彈跳時的軌跡。 (圖片來源: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA (CC BY-SA 4.0); Analysis: J-B. Vincent et al (2019))

 

今天在日內瓦舉行的EPSC-DPS會議上,德國宇航中心行星研究所的Jean-Baptiste Vincent介紹了研究結果?!拔覀冋J為它是從附近50米高的懸崖上跌落下來的,是這次坍塌事件中最大的碎片,重約230噸?!?/p>

“從2015年5月至12月,這顆彗星處于最活躍時期,期間發生了很多變化。糟糕的是,由于這次活躍期,我們不得不讓羅塞塔與彗星保持安全距離。因此,我們沒有足夠近的視角來觀察其發光面,也沒有足夠高的分辨率來精確地確定那顆巖石‘先前’的位置?!?/p>

研究彗星不同部位的巖石運動過程有助于確定跌落巖石的力學性質,以及其著陸時的彗星表面地形。與我們在地球上熟悉的冰和巖石相比,彗星的材質通常非常松軟:67P/C-G彗星上的星壤要比新堆積的雪松軟100倍左右。

另一種變化也在彗星上幾個區域被觀測到:懸崖沿明暗線坍塌,例如2015年7月觀測到的Aswan懸崖有一段70米寬的部分發生了戲劇性地坍塌。不過,倫敦大學伯貝克學院的Ramy El-Maarry和Graham Driver可能已經發現了一個更大的坍塌事件,這與2015年9月12日在彗星南北半球分界線上看到的亮度爆發有關。

Ramy今天也在EPSC-DPS會議上發言,他說:“這似乎是我們迄今為止在“羅塞塔”任務中發現的在彗星上最大的懸崖坍塌事件之一,此次坍塌的面積約為2000平方米?!?/p>

在彗星經過近日點期間,彗星的南半球受到大量太陽輻射的注入,導致這個區域比彗星其他區域更活躍,受到更強烈的侵蝕。

“通過檢查前后圖像,我們可以確定,至少在2015年5月之前,這處懸崖是完整的,因為這個區域那時仍然是用高分辨率進行觀測的?!盙raham說,他是一名與Ramy合作調查羅塞塔龐大圖像檔案的本科生。

“確定本次坍塌所處位置在這個特別活躍區域的發現增加了此次坍塌事件與2015年9月發生的亮度爆發事件相關的可能性?!?/p>

詳細查看坍塌區域周圍的碎片,可以發現,過去在這里還發生過其他大規模的侵蝕事件。Ramy和Graham發現,這些碎片包括大小不一的石塊,最大尺寸可達數十米,比Aswan懸崖坍塌后的巖石群要大得多。Aswan懸崖坍塌后的巖石群主要由直徑幾米的巖石組成。

Ramy補充說:“跌落碎片大小分布各異,這表明彗星不同星壤層材料強度存在差異,亦或是不同區域懸崖坍塌的機理有所不同?!?/p>

研究彗星的這些表面變化不但可以讓我們了解這些小天體短時間內的動態特性,而且較大規模的懸崖坍塌事件也為研究彗星內部結構提供了獨特的視角,有助于我們在更長的時間尺度上整合彗星的演化過程。

歐洲航天局羅塞塔項目科學家Matt Taylor補充說:“‘羅塞塔’任務傳回的數據集持續給我們帶來驚喜,而且十分欣慰地看到我們事業的后繼者已經做出了令人興奮的發現?!?/p>

 

 

翻譯:周琪

審校:羅廣楨

引進來源:歐洲航天局

原文鏈接:https://phys.org/news/2019-09-comet-collapsing-cliffs-boulders.html

本文來自:環球科學
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