Een NASA-wetenschappelijk instrument dat aan boord van het Rosetta-ruimtevaartuig van de European Space Agency (ESA) vliegt, heeft een zeer verrassende ontdekking gedaan, namelijk dat het moleculaire breekmechanisme van "water- en kooldioxidemoleculen die van het oppervlak van de komeet spuwen" in de atmosfeer van komeet 67P / Churyumov- Gerasimenko wordt veroorzaakt door 'elektronen dicht bij het oppervlak'.
De verrassende resultaten met betrekking tot de emissie van de komeetcoma kwamen van metingen verzameld door de door NASA gefinancierde sondes Alice-instrument en zorgt ervoor dat wetenschappers volledig heroverwegen wat we weten over de zwervende lichamen, volgens het instrumententeam van de wetenschap.
"De ontdekking die we melden is vrij onverwacht", zegt Alan Stern, hoofdonderzoeker van het Alice-instrument van het Southwest Research Institute (SwRI) in Boulder, Colorado, in een verklaring.
“Het laat ons zien hoe waardevol het is om naar kometen te gaan om ze van dichtbij te observeren, aangezien deze ontdekking simpelweg niet had kunnen worden gedaan vanuit een baan rond de aarde of de aarde met een bestaand of gepland observatorium. En het verandert onze kennis van kometen fundamenteel. ”
Een rapport met de Alice-bevindingen is geaccepteerd voor publicatie door het tijdschrift Astronomy and Astrophysics, volgens verklaringen van NASA en ESA.
Alice is een spectrograaf die zich richt op het waarnemen van de verre ultraviolette golflengteband en is het eerste instrument in zijn soort dat bij een komeet werkt.
Tot nu toe dacht men dat fotonen van de zon verantwoordelijk waren voor de moleculaire afbraak, aldus het team.
De koolstofdioxide en het water komen vrij uit de kern en de excitatie-onderbreking vindt plaats amper een halve mijl boven de kern van de komeet.
“Analyse van de relatieve intensiteit van de waargenomen atoomemissies stelde het wetenschapsteam van Alice in staat om vast te stellen dat het instrument rechtstreeks de" ouder "-moleculen van water en kooldioxide observeerde die werden afgebroken door elektronen in de directe omgeving, ongeveer zes tiende van een mijl (één kilometer) van de kern van de komeet. "
Het excitatiemechanisme wordt gedetailleerd weergegeven in de onderstaande afbeelding.
"De ruimtelijke variatie van de emissies langs de spleet geeft aan dat de excitatie plaatsvindt binnen een paar honderd meter van het oppervlak en dat de gas- en stofproductie gecorreleerd zijn", aldus het tijdschrift Astronomy and Astrophysics.
Uit de gegevens blijkt dat de water- en CO2-moleculen via een tweestaps proces uiteenvallen.
"Ten eerste raakt een ultraviolet foton van de zon een watermolecuul in de coma van de komeet en ioniseert het, waardoor een energetisch elektron wordt uitgeschakeld. Dit elektron raakt vervolgens een ander watermolecuul in de coma, breekt het uit elkaar in twee waterstofatomen en één zuurstof en activeert ze daarbij. Deze atomen zenden vervolgens ultraviolet licht uit dat door Alice op karakteristieke golflengten wordt gedetecteerd. '
"Evenzo is het de impact van een elektron met een koolstofdioxidemolecuul dat resulteert in zijn opsplitsing in atomen en de waargenomen koolstofemissies."
Na een decennium lange achtervolging van meer dan 6,4 miljard kilometer (4 miljard mijl), arriveerde ESA's Rosetta-ruimtevaartuig op 6 augustus 2014 bij de pokdalige komeet 67P / Churyumov-Gerasimenko voor de allereerste poging om ooit een komeet in een baan om de aarde te brengen voor langetermijnonderzoek.
Sindsdien heeft Rosetta het landingsvaartuig Philae ingezet om de allereerste touchdown in de geschiedenis van een kometenkern tot stand te brengen. Het heeft ook de komeet gedurende meer dan 10 maanden van dichtbij geobserveerd, tot soms wel 8 kilometer. Het is uitgerust met een suite 11-instrumenten om elk facet van de aard en de omgeving van de komeet te analyseren.
Komeet 67P wordt nog steeds actiever en komt de komende twee maanden steeds dichter bij de zon. Het paar bereikt het perihelium op 13 augustus 2015 op een afstand van 186 miljoen km van de zon, tussen de banen van de aarde en Mars.
Alice werkt door het licht van de komeet te onderzoeken om de chemie van de komeetatmosfeer of coma te begrijpen en de chemische samenstelling te bepalen met de ver ultraviolette spectrograaf.
Volgens de metingen van Alice zijn het water en de kooldioxide in de atmosferische coma van de komeet afkomstig van pluimen die uit het oppervlak komen.
"Het is vergelijkbaar met die welke de Hubble-ruimtetelescoop ontdekte op de maan Europa van Jupiter, behalve dat de elektronen aan de komeet worden geproduceerd door zonnestraling, terwijl de elektronen in Europa afkomstig zijn van de magnetosfeer van Jupiter", zegt Paul Feldman, een Alice co -onderzoeker van de Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, in een verklaring.
Andere instrumenten aan boord van Rosetta, waaronder MIRO, ROSINA en VIRTIS, die de relatieve hoeveelheden comacomponenten bestuderen, bevestigen de bevindingen van Alice.
"Deze vroege resultaten van Alice laten zien hoe belangrijk het is om een komeet op verschillende golflengtes en met verschillende technieken te bestuderen, om verschillende aspecten van de komeetomgeving te onderzoeken", zegt ESA's Rosetta-projectwetenschapper Matt Taylor in een verklaring.
“We kijken actief hoe de komeet evolueert naarmate hij dichter bij de zon langs zijn baan richting het perihelium komt in augustus, zien hoe de pluimen actiever worden door zonneverwarming en bestuderen de effecten van de interactie van de komeet met de zonnewind. "
Blijf hier op de hoogte voor Ken's voortdurende nieuws over aarde en planetaire wetenschap en bemande ruimtevaart.
