Чому комети можуть змінювати колір — вчені дали пояснення

Міжнародна команда астрономів і астрофізиків, до якої увійшли представники ДВФУ, пояснила неузгодженість результатів, отриманих трьома незалежними групами дослідників при спостереженні за кометою 41p/Туттля — Джакобіні — Кресака (41p/T-G-K).

Суперечливі дані, які виникають через різні набори фотометричних фільтрів і областей (апертур) досліджень, не спростовують, а доповнюють одне одного, — вважають вчені, — а комплексний аналіз дає можливість розгадати хімічний склад пилу в кометі 41p/T — G-K. Один із важливих висновків дослідження полягає в тому, що активність комет — явище більш складне, ніж вважалося до цього, інформує Ukr.Media.

Стаття про це опублікована в Astronomy & Astrophysics. Хімічний склад кометної коми (газо-пилового оточення ядра), може змінюватися дуже стрімко, буквально протягом доби. Це пов'язано з процесами в ядрі комети, яка наближається до Сонця.

Дослідники намагаються отримати дані про хімічний склад комет через аналіз заломлюваного частинками пилу світла. Однак інформація про колірний спектр комет різниться при вимірах в різні епохи спостережень через різний фазовий кут (кут Земля-комета-Сонце).

"Як мінімум, три групи дослідників, які спостерігали за кометою 41p / T-G-K в 2017 році, отримали різні результати. Колір комети в них варіювався від червоного до синього. У своїй роботі ми детально пояснили, чому так сталося, — говорить один із авторів дослідження Антон Кочергін, молодий вчений ДВФУ. — Зазвичай, отриманий колір нормується з урахуванням різної смуги пропускання використовуваних фотометричних фільтрів. Однак, у багатьох дослідженнях колір небесних тіл інтерпретують незалежно від конкретного набору фотометричних фільтрів.

Ми показуємо, що це не у всіх випадках вірно. Причина різних даних про колір комет криється в різних наборах фотометричних фільтрів. Крім того, велике значення має вибір розміру апертури розрахунку — кола певного радіуса навколо кометної коми, яку вчені визначають на кадрі із зображенням комети як область досліджень. Визначившись з апертурою, вони аналізують тільки сигнал всередині цього кола".

Від вибору апертури залежить, які процеси і результати потрапляють в аналіз. Наприклад, газ з двоатомної молекули вуглецю (С2): є батьківські молекули (звані в літературі chon-частинки), які при фотодисоціації стають джерелом C2. Ця дисоціація відбувається на певній відстані від ядра комети, яке залежить від відстані комети до Сонця. Значить, правильно вибираючи апертуру, можна виключити більшу частину сигналу, який дають молекули C2 і сфокусуватися на аналізі пилової складової коми.

Вчений підкреслив, що протилежна інформація про колір комети, зібрана різними групами за допомогою різних наборів фотометричних фільтрів, тільки на руку дослідникам. Не можна дати вичерпну характеристику кольору (а колір безпосередньо пов'язаний із хімскладом пилу кометної коми), і хімічному складу лише по одному спостереженню. Спостерігати і визначати характеристики необхідно в динаміці. Чим більше вимірів зроблено, тим точніші висновки.

"На практиці це дозволяє отримати більш глибоке розуміння мікрофізичних властивостей кометного пилу, і процесів, що протікають в кометній комі. Ця інформація допоможе пролити світло на еволюційні процеси Сонячної системи. Багато наукових груп по всьому світу займаються цим фундаментальним напрямком", — пояснює Антон Кочергін.

У випадку з кометою 41p / T-G-K вченим вдалося відтворити результати колірних вимірів, отриманих практично одночасно з використанням різних фотометричних фільтрів. Попри те, що в одному випадку було отримано синій колір, а в іншому — червоний, дослідники встановили, що обидва результати відповідають реальній поведінці частинок кометного пилу в комі 41p.

Більш того, результати можна відтворити, змоделювавши розсіювання світла пиловими частинками мінералу піроксену. Піроксен — силікат, матеріал, який входить до складу місячного ґрунту, а також був доставлений з астероїда Ітокава і виявлений у складі комети 81P/Wild 2. Піроксени — частина кометної речовини, а також матеріал, який добре вивчений у лабораторних умовах.

Міжнародна група дослідників планує продовжити співпрацю зі спостереження за небесними тілами з різних точок Землі. Це допомагає "підхопити" об'єкт дослідження в разі несприятливих погодних умов у місці розташування однієї з обсерваторій. Або ж, у випадку з різними наборами фільтрів, доповнити інформацію для подальшого аналізу. У графіку спостережень усі доступні інструментам вчених комети і астероїди.