Kometenkernen

nøglekomponenten til enhver komet er kometenkernen, for uden denne lille (generelt mindre end 20 km i diameter), iskolde krop, ville kometen slet ikke eksistere. Koma, brintsky og haler er alle resultatet af sublimering af is fra kernen, der, når den er inaktiv i store afstande fra solen, ligner en asteroide.

kernen i den 5 km lange komet vild 2. kredit: NASA / JPL

kernen i den 8 km lange komet Borrelly. kredit: NASA / US Geological Survey

kernen i den 5 km lange komet Tempel 1. kredit: NASA / JPL / UMD

den aktive kerne af den 16 km lange komet Halley. kredit: ESA / MPAE

den mest populære model for kometenkernen blev først fremsat i 1950 af Fred Pipple. Hans ‘beskidte snebold’ model foreslår, at kernen er en blanding af is, støv og sten, en ide bekræftet af flere rummissioner, der har mødt med kometære kerner. Disse missioner har vist, at kometernes kerner har lave albedoer (kometen Halley: 0,04, kometen Borrelly: 0,03) og består af omkring 75% is (primært vand) og 25% støv og sten.

er det indre af en kometenkerne monolitisk, konglomerat eller differentieret? Bevis tyder på en konglomeratstruktur, men dette er endnu ikke bekræftet.

selvom disse flybys afslørede forjættende glimt med hensyn til kometenkernernes natur, er der stadig meget at opdage. For eksempel, Hvad er sammensætningen af kernen – monolitisk, konglomerat eller differentieret? De lave tætheder målt for kernen i kometen Halley, og opløsningen af kometen Shoemaker-Levy før dens indvirkning med Jupiter, begge understøtter ideen om en konglomeratkerne. Hvis dette er tilfældet, skal kernen være godt isoleret, og selv materiale, der findes relativt tæt på overfladen, bør ikke påvirkes af solvarme. Dette og det faktum, at de er lettere tilgængelige end Kuiper Belt-objekter (også anset for at være uændrede siden dannelsen af solsystemet), ville gøre kometenkerner til primære objekter, som man kan studere det tidlige solsystem med.

en ‘murbrokkemantel’ dannes, når sollys opvarmer overfladen af kernen og sublimerer isen. Små støvpartikler føres ind i koma sammen med gassen, hvilket efterlader store klipper (Røde) for tunge til at blive løftet som en murbrokkemantel. Denne kappe begrænser yderligere sublimering, da den effektivt begraver de flygtige is.

et andet spørgsmål, der endnu ikke skal besvares, er arten af den lave albedo målt for kometerkerner. En ide er, at det skyldes en overflademantel af store klipper (en murbrokkemantel) efterladt af den sublimerende is. Det antages, at overfladen af kernen næsten fuldstændigt kunne dækkes af murbrokker inden for en enkelt bane, hvilket alvorligt begrænser kometens aktivitet.

en alternativ forklaring på den lave albedo er, at bestråling af kometenkernen ved hjælp af kosmiske stråler med høj energi danner en kappe af mørke, komplekse carbonforbindelser (en bestrålingsmantel). Det antages, at bestrålingsmantlen ville tage millioner af år at danne (mens kometen var i den yderste del af sin bane) og kunne være op til 1 meter tyk.

en ‘bestrålingsmantel’ dannes, når kosmiske stråler med høj energi beskadiger bindingerne i det iskolde materiale, hvilket resulterer i komplekse organiske forbindelser (sort).

selvom rotation får forskellige regioner i kernen til at vende mod solen og blive aktive, har observationer vist, at aktiviteten kun er begrænset til en lille brøkdel af den side af kernen, der vender mod solen. Dette kan forklares ved eksistensen af en (eller begge) af disse mantler. De resulterende gasstråler kan ændre kernens rotation, og hvis aktiviteten er særlig kraftig, kan den også føre til ændringer i kometens bane omkring Solen.