Комети Чурюмова—Герасименко

31 липня 2014, NavCam.
(с) ESA / Rosetta

Знову посланець Землі наближається до маленького (але неспокійного :-) світу, який до того ніхто із нас не бачив. Колись я вже писав так про Весту. Сподіваюся, історія повториться ще не раз.

Вже зараз кадри із станції несуть багато сюрпризів і породжують бурхливі дискусії, при тому що дослідження ще толком не почало починатися. 

Отож, для майбутньої ретроспективи, глянемо, що ми знаємо про цю комету, а за компанію, і перші фото нового світу, який наближається з темноти космосу до роботизованого "ока" землян.

Відкрив комету український радянський астроном,  Клим Чурюмов, 23 жовтня 1969 року, аналізуючи фотопластинки, зроблені Світланою Герасименко під час досліджень комети 32P/Комас Сола, зроблених у вересні того ж року. (До речі, першовідкривач прочитав у Києві, 23 травня 2014 року, лекцію про цю комету. Відеозапис можна побачити тут: частина 1, частина 2. )

Повна назва комети: 67P/Чурюмова—Герасименко (67P/Churyumov–Gerasimenko).

Орбітальні її характеристики:

• Афелій: 5.6839 а.о. (850 300 000 км).
• Перигелій: 1.2429 а.о. (185 940 000 км).
• Велика піввісь: 3.4634 а.о. (518 120 000 км).
• Ексцентриситет: 0.64113.
• Орбітальний період: 6.45 років.
• Нахил орбіти: 7.0418°.

В 2003 році космічний телескоп "Хаббл", в рамках підготовки до роботи станції "Розетта", (11 березня 2003, віддаль -- 1.5 а.о до Землі, 2.5 а.о до Сонця), зробив серію фото та побудував трьохмірну модель ядра. Модель виглядала так (трішки нижче можна буде порівняти із оригіналом):

Модель комети за мотивами фото "Хаббла" 2003-го року. (c) STScI

Розмір ядра було оцінено в приблизно 3х5 км.

Згідно статті "67P/Churyumov-Gerasimenko mass determination based on a new method for modeling non-gravitiational forces and accelerations", L. Maquet, F. Colas, L. Jorda, J. Crovisier, масу комети оцінили в \(3.14\cdot 10^{12} \pm 0.21\cdot 10^{12}\) кг, густину в 102±9 \(кг/м^3\).

Комета ця, як і багато її подруг, регулярно отримує копняка від Юпітера. Зокрема, до 1959-го, перигелій був на віддалі 2.7 а.о, після зустрічі із згаданим гігантом в лютому 1959-го, перигелій змінився до сучасного? ~1.3 а.о.

По великому рахунку, це --- майже все, що ми про неї знали ще зовсім недавно. Передамо слово "Розетті".

Перші зображення було отримано 27 лютого 2014, всього лише через місяць після прокидання із сплячки тривалістю 31 місяць (прокинулася 20 січня 2014):

Комета Чурюмова-Герасименко. 27 лютого 2014. Камера OSIRIS. Станція нарешті змогла її роздивитися, але щоб "витягнути" зображення, довелося робити складну оброку: лінії ліворуч -- сліди зірок, коли камера "вела" комету; "віднявши" їх від зображення, можна отримати крапочку комети, яка все ще менша за піксель. (c) ESA

Хоча зображення зовсім крихітне, робилися такі фото регулярно -- для навігації, щоб уточнити положення та орбіту комети і направити станцію до неї.

Далі комета порадувала нас -- землян взагалі, і дослідників -- зокрема. Між 27 березня і 4 травня вона раптом стала на диво активною, у неї з'явилася кома, діаметром до 1300 км! Перші сліди було помічено під кінець квітня:

Комета Чюрюмова-Герасименко, її рух між 27 березня і 4 травня 2014. Зверніть увагу, як росте кома!
Віддаль станції до комети зменшилася за час фотографування з 5 до 2 млн км. Віддаль до Сонця -- 640-610 млн км. Витримка - 720 секунд для кожного кадру. Камера OSIRIS. Об'єкт ліворуч -- кулясте скупчення М107. (То справа смаку, але, як на мене -- кулясті скупчення є одними із небагатьох небесних об'єктів, які вживу, навіть в любительський телескоп, виглядають краще, ніж на фото).
(c) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Потім затихла:

4 червня 2014. 430 000 км, витримка - 67 секунд.
(c) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

В липні ядро комети перестала виглядати, як плямка-піксель (який все рівно не був точковим -- розмитий, через оптичні аберації):

Анімація комети із 36 зображень, зроблених 27 і 28 червня 2014. Явно видно обертання ядра. Період -- 12.4 години. Віддаль до комети --- 86 000 км.
(c) ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

11 липня --- ще один сюрприз!

Все та ж комета. 11 липня 2014. Розмір оцінено в 4 на 3.5 км.
(с) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Дивний вигляд змусив навіть запідозрити, що комета -- контактна подвійна! Тобто, два тіла, які просто торкаються одне одного. Дехто взагалі назвав її гумовою качечкою (фото внизу)! Правда, зблизька ситуація виглядає трішки по іншому:

14 липня 2014. 36 кадрів, ядро, грубо -- 20х30 пікселів
(c) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

20 липня. 5500 км, інтервал між фото - 2 години, оригінальна роздільна здатність -- 100 м на піксель (на картинці -- збільшені у 8 раз).
(с) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA

Зокрема, виникли інші припущення: можливо, це не бінарне тіло, а просто наслідок деформації чи випаровування... Очікуємо на подальші результати.

Крім того, комета вже достатньо близько, щоб її бачила інженерна камера NavCam:

23-27 липня 2014, NavCam -- інженерна камера.
(c) ESA / Rosetta / NavCam

Завдяки всім тим даним побудовано (уточнену :-) 3D модель комети:

3D модель ядра комети, станом на 24 липня 2014 року (використано фото за 14-24 липня).
(c) ESA /Rosetta / MPS for OSIRIS-Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA, за посиланням, також -- анагліф. Подивіться!

Не дуже схоже на побудовану в 2003, за даними "Хаббла" --- йому таки жорстоко забракло роздільної здатності.

На зображеннях від 29 липня ядро стає все більш схожим на окремий світ -- не просто плямку, а поверхню, із нерівностями, які скоро перетворяться на кратери, ущелини, горби...

29 липня 2014. 1950 км, 37 метрів на піксель. (Зображення тут збільшене, для наочності).
(c) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA
За цим же посиланням -- "колаж" всіх комет, відвіданих космічними апаратами. Обов'язково подивіться!

В принципі, на такій віддалі навіть відносно слабенька NavCam вже багато бачить:

31 липня 2014, NavCam. Так як ESA, точніше -- науковці, які керують конкретними приладами, значно менш щедрі щодо "сирих" фото, ніж NASA, єдині, які вони релізять регулярно --- ось такі, з NavCam...
(с) ESA / Rosetta

Крім того, VIRTIS зробив перші виміри, які свідчать --- температура ядра складає -70ºC, з чого оператори роблять висновок --- комета ґрунтовно "посипана" пилюкою.

Після того, як текст вище вже було написано, ESA опублікувало ще декілька свіжих фото:

1 серпня 2014, 1026 км, NavCam. Зображення втричі збільшене відносно оригінальної роздільної здатності.
(c) ESA / Rosetta / NavCam / Emily Lakdawalla

1 серпня 2014, 02:48 UTC, порядку 1000 км до комети. Камер OSIRIS. Роздільна здатність точно невідома.
Оригінальне сире зображення містить артефакт, тут ретушований (це -- для конспіролухів).
(c) ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA / Emily Lakdawalla

Вище --- в кількох абзацах ще одна історія, як незнайомий "острів", небесне тіло, крапка на фото, стає для нас повноцінним, хоч і крихітним світом.

Чекаємо на продовження і успіху Rosetta та її команді!

Посилання

• Огляд станції "Розетта" та її роботи під час польоту від Зеленого Кота: "Rosetta — самая интересная космическая миссия 2014 года".
• "Comet Churyumov-Gerasimenko develops a coma, March 27 to May 4, 2014".
• "Rosetta completes another rocket burn, spies decreasing activity on comet".
• "Rosetta’s comet: expect the unexpected".
• "Rosetta’s comet is starting to take shape".
• "The comet takes shape, one pixel at a time!".
• "Quick Rosetta update: Churyumov-Gerasimenko is a contact binary!".
• "A right old comet kerfuffle…".
• "Rosetta update: Long journey to a comet nearly complete".
• "New Rosetta images show comet's craggy shape" 
• "Rosetta - ядро кометы уже близко"  від Зеленого Кота.
• "New Rosetta view of the comet - and a comparison to other comets". Там же Емілі виклала свій "колаж" всіх комет, відвіданих космічними апаратами -- обов'язково подивіться, щоб порівняти комету Чурюмова-Герасименко із іншими її сестрами по виду небесних тіл.