Kometaarinen ydin

minkä tahansa komeetan keskeinen komponentti on kometaarinen ydin, sillä ilman tätä pientä (läpimitaltaan yleensä alle 20 km) jäistä kappaletta komeettaa ei olisi lainkaan. Kooma, vetypilvi ja hännät johtuvat kaikki ICESin sublimoitumisesta ytimestä, joka vaikuttamattomana suurilla etäisyyksillä auringosta näyttää aivan asteroidilta.

5 km pitkän komeetan ytimen Wild 2. luotto: NASA/JPL

8 km pitkän komeetan borrellyn ydin. Luoto: NASA / US Geological Survey

5 km pitkän komeetan Tempelin ydin 1. luotto: NASA / JPL / UMD

16 kilometriä pitkän Halleyn komeetan aktiivinen ydin. luotto: ESA / MPAE

suosituimman mallin kometaarisesta ytimestä esitti ensimmäisenä Fred Whipple vuonna 1950. Hänen “likainen lumipallo” – mallinsa esittää, että ydin on ICESin, pölyn ja kiven sekoitus, minkä ovat vahvistaneet useat Avaruuslennot, jotka ovat kohdanneet komeettojen ytimiä. Nämä tehtävät ovat osoittaneet, että komeettojen ytimissä on matalia albedoja (komeetta Halley: 0,04, komeetta Borrelly: 0,03), ja ne koostuvat noin 75% ices: stä (pääasiassa vedestä) ja 25% pölystä ja kivestä.

onko kometaarisen ytimen sisus monoliittinen, monialayritys vai erilaistunut? Todisteet viittaisivat konglomeraattirakenteeseen, mutta tätä ei ole vielä vahvistettu.

vaikka nämä kärpäset paljastivat kiehtovia välähdyksiä komeettojen ytimien luonteesta, paljon on vielä löydettävää. Mikä on esimerkiksi ytimen koostumus-monoliittinen, monoliittinen vai erilaistunut? Halley-komeetan ytimelle mitatut pienet tiheydet sekä komeetta Shoemaker-levyn hajoaminen ennen sen törmäystä Jupiteriin tukevat molemmat ajatusta konglomeraattiytimestä. Tällöin ytimen tulisi olla hyvin eristetty, eikä aurinkolämmityksen tulisi vaikuttaa edes suhteellisen läheltä pintaa löytyvään materiaaliin. Tämä ja se, että ne ovat helpommin saavutettavissa kuin Kuiperin vyöhykkeen kappaleet (joiden on myös ajateltu olevan muuttumattomia aurinkokunnan muodostumisen jälkeen), tekisivät kometaarisista ytimistä alkukohteita, joiden avulla voitaisiin tutkia varhaista aurinkokuntaa.

“rauniovaippa”muodostuu, kun auringonvalo kuumentaa ytimen pintaa ja sublimoi jään. Pienet pölyhiukkaset kulkeutuvat koomaan kaasun mukana, jolloin suuret kivet (punaiset) jäävät liian painaviksi nostettaviksi raunioina. Tämä vaippa rajoittaa sublimaatiota, koska se tehokkaasti hautaa haihtuvat ices: t.

toinen vielä vastaamatta oleva kysymys on komeettojen ytimille mitatun alhaisen albedon luonne. Erään käsityksen mukaan se johtuu sublimoituvan jään jälkeensä jättämästä isoista kivistä muodostuneesta pintavaipasta (rauniovaipasta). On arveltu, että ytimen pinta voisi olla lähes kokonaan raunioiden peitossa yhdellä kiertoradalla, mikä rajoittaisi huomattavasti komeetan toimintaa.

vaihtoehtoinen selitys alhaiselle albedolle on se, että korkeaenergisten kosmisten säteiden aiheuttama kometaarisen ytimen säteilytys muodostaa vaipan tummista, monimutkaisista hiiliyhdisteistä (säteilytysvaipan). On arveltu, että säteilytetyn vaipan muodostuminen kestäisi miljoonia vuosia (komeetan ollessa kiertoratansa uloimmassa osassa) ja voisi olla jopa metrin paksuinen.

“säteilytysvaippa” muodostuu, kun suurienergiset kosmiset säteet vahingoittavat jäisen materiaalin sidoksia, jolloin muodostuu monimutkaisia orgaanisia yhdisteitä (mustia).

vaikka kiertyminen saa ytimen eri alueet kääntymään Aurinkoa kohti ja aktivoitumaan, havainnot ovat osoittaneet, että aktiivisuus rajoittuu vain pieneen osaan ytimen Aurinkoa kohti suuntautuvasta sivusta. Tämä voidaan selittää sillä, että on olemassa yksi (tai molemmat) näistä vaatteista. Syntyvä kaasusuihku voi muuttaa ytimen pyörimistä, ja jos toiminta on erityisen voimakasta, se voi johtaa myös muutoksiin komeetan kiertoradalla auringon ympärillä.