Kometkjerne

nøkkelkomponenten til en komet er kometkjernen, for uten denne lille (vanligvis mindre enn 20 km i diameter), isete kropp, ville kometen ikke eksistere i det hele tatt. Koma, hydrogensky og haler kommer alle fra sublimering av is fra kjernen som, når den er inaktiv i store avstander fra Solen, ser ut som en asteroide.

kjernen til Den 5 km lange Kometen Wild 2. Kreditt: NASA / JPL

kjernen Til Den 8 km lange Kometen Borrelly. Kreditt: NASA / US Geological Survey

kjernen til Den 5 km lange Kometen Tempel 1. Kreditt: NASA / JPL / UMD

den aktive kjernen Til Den 16 km lange Kometen Halley. Kreditt: ESA / MPAE

Den mest populære modellen for kometenkjernen ble først fremført I 1950 Av Fred Whipple. Hans ‘dirty snowball’ – modell foreslår at kjernen er en blanding av is, støv og stein, en ide bekreftet av flere romoppdrag som har rendezvoused med kometkjerner. Disse oppdragene har vist at kometkjernene har lave albedoer (kometen Halley: 0,04, Kometen Borrelly: 0,03), og består av ca. 75% is (hovedsakelig vann) og 25% støv og stein.

er det indre av en kometkjerne monolitisk, konglomerat eller differensiert? Bevis vil foreslå en konglomeratstruktur, men dette har ennå ikke blitt bekreftet.

selv om disse flybys avslørte spennende glimt om kometkjerner, er det fortsatt mye å oppdage. For eksempel, hva er sammensetningen av kjernen-monolitisk, konglomerat eller differensiert? De lave tetthetene målt for Kjernen Til Halley, og oppbrytningen av Kometen Shoemaker-Levy før dens innvirkning på Jupiter, støtter begge ideen om en konglomeratkjerne. Hvis dette er tilfelle, bør kjernen være godt isolert, og selv materiale som finnes relativt nær overflaten, bør ikke påvirkes av solvarme. Dette, og det faktum at De er lettere tilgjengelige Enn Kuiperbelteobjekter (også antatt å være uendret siden Dannelsen av Solsystemet), ville gjøre kometenkjerner primære objekter for å studere det tidlige Solsystemet.

en ‘rubble mantel’ dannes når sollys oppvarmer overflaten av kjernen og sublimerer isen. Små støvpartikler bæres inn i koma sammen med gassen, og lar store bergarter (røde) for tunge til å bli løftet som en mursteinsmantel. Denne mantelen begrenser ytterligere sublimering da den effektivt begraver de flyktige ices.

Et annet spørsmål som ennå ikke er besvart, er naturen til lav albedo målt for kometenkjerner. En ide er at det skyldes en overflatemantel av store bergarter (en rubble mantel) etterlatt av sublimerende is. Det antas at overflaten av kjernen kan være nesten helt dekket av murstein i en enkelt bane, noe som begrenser kometenes aktivitet sterkt.

en alternativ forklaring på den lave albedo, er at bestråling av kometenkjernen med høy-energi kosmiske stråler danner en mantel av mørke, komplekse karbonforbindelser (en bestrålingsmantel). Det antas at bestrålingsmantelen ville ta millioner av år å danne (mens kometen var i den ytre delen av sin bane) og kunne være opptil 1 meter tykk.

en ‘bestrålingsmantel’ dannes når høy-energi kosmiske stråler skader bindingene i det isete materialet, noe som resulterer i komplekse organiske forbindelser (svart).

selv om rotasjon fører til At forskjellige områder av kjernen vender Mot Solen og blir aktive, har observasjoner vist at aktiviteten er begrenset til bare en liten brøkdel av siden av kjernen som vender Mot Solen. Dette kan forklares ved eksistensen av en (eller begge) av disse mantlene. De resulterende gassstrålene kan endre rotasjonen av kjernen, og hvis aktiviteten er spesielt kraftig, kan den også føre til endringer i kometenes bane rundt Solen.