Jądro komety

kluczowym elementem każdej komety jest jądro komety, ponieważ bez tego małego (zwykle mniej niż 20 km średnicy), lodowatego ciała, Kometa w ogóle nie istniałaby. Koma, obłok wodoru i ogony są wynikiem sublimacji lodów z jądra, które, gdy są nieaktywne w dużych odległościach od Słońca, wyglądają jak asteroida.

jądro komety Wild 2 o długości 5 km. kredyt: NASA / JPL

jądro komety Borrelly o długości 8 km.

jądro komety Tempel 1 o długości 5 km. kredyt: NASA / JPL / UMD

aktywne jądro komety Halley o długości 16 km. kredyt: ESA / MPAE

najpopularniejszy model jądra kometarnego został po raz pierwszy przedstawiony w 1950 roku przez Freda Whipple ‘ a. Jego model “brudnej kuli śnieżnej” sugeruje, że jądro jest mieszaniną lodu, pyłu i skały, co zostało potwierdzone przez kilka misji kosmicznych, które spotkały się z jądrami komet. Misje te wykazały, że jądra komet mają niskie albedos (Kometa Halley: 0,04, Kometa Borrelly: 0,03) i składają się z około 75% lodu (głównie wody) oraz 25% pyłu i skał.

czy wnętrze jądra kometarnego jest monolityczne, konglomerat czy zróżnicowane? Dowody sugerowałyby strukturę konglomeratu, ale nie zostało to jeszcze potwierdzone.

chociaż te przelotki ujawniły kuszące przebłyski natury jąder komet, wiele pozostaje do odkrycia. Na przykład, jaki jest składowy charakter jądra-monolityczny, konglomerat lub zróżnicowany? Niskie gęstości zmierzone dla jądra komety Halleya oraz rozpad komety Shoemaker-Levy przed zderzeniem z Jowiszem, potwierdzają ideę jądra konglomeratu. W takim przypadku jądro powinno być dobrze izolowane, a nawet materiał znajdujący się stosunkowo blisko powierzchni powinien być nienaruszony przez ogrzewanie słoneczne. To, a także fakt, że są one łatwiej dostępne niż obiekty Pasa Kuipera (również uważane za niezmienione od czasu powstania układu słonecznego), uczyniłoby jądra komet głównymi obiektami, z którymi można badać wczesny Układ Słoneczny.

“płaszcz gruzu” tworzy się, gdy światło słoneczne ogrzewa powierzchnię jądra i sublimuje lód. Małe cząstki pyłu są przenoszone do komy wraz z gazem, pozostawiając duże skały (czerwone) zbyt ciężkie, aby mogły zostać podniesione jako płaszcz gruzu. Płaszcz ten ogranicza dalszą sublimację, ponieważ skutecznie grzebi lotne lód.

innym pytaniem, na które trzeba jeszcze odpowiedzieć, jest natura niskiego albedo mierzonego dla jąder komet. Jednym z pomysłów jest to, że jest to spowodowane powierzchniowym płaszczem dużych skał (płaszczem gruzu) pozostawionym przez sublimujący lód. Uważa się, że powierzchnia jądra może być prawie całkowicie pokryta gruzem w obrębie pojedynczej orbity, co poważnie ogranicza aktywność komety.

alternatywnym wyjaśnieniem niskiego albedo jest to, że napromieniowanie jądra kometarnego przez wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne tworzy płaszcz ciemnych, złożonych związków węgla (płaszcz napromieniowania). Uważa się, że powstanie płaszcza promieniowania zajęłoby miliony lat (podczas gdy Kometa znajdowała się w najbardziej wysuniętej części swojej orbity) i mogła mieć do 1 metra grubości.

“płaszcz napromieniowania” tworzy się, gdy wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne uszkadza wiązania w lodowatym materiale, tworząc złożone związki organiczne (Czarne).

chociaż rotacja powoduje, że różne regiony jądra skierowane są w stronę słońca i stają się aktywne, obserwacje wykazały, że aktywność ogranicza się tylko do niewielkiej części strony jądra skierowanej w stronę słońca. Można to wytłumaczyć istnieniem jednego (lub obu) z tych płaszczy. Powstałe strumienie gazu mogą zmieniać obrót jądra, a jeśli aktywność jest szczególnie energiczna, mogą również prowadzić do zmian orbity komety wokół Słońca.