Zdroj meziplanetárního prachu odhalen – pochází z komet!

Evropská sonda Rosetta nabízí unikátní příležitost spatřit aktivní kometu zblízka. Od srpna 2014 jsme každý den zásobováni snímky komety 67P/Churyumov-Gerasimenko, které zobrazují bizarní povrch s výtrysky plynu a jemnozrnného materiálu do okolního prostoru. Kromě fotografií umožňuje sonda také studovat složení vyvrhované materiálu. K tomuto účelu se na palubě sondy nachází „COmetary Secondary Ion Mass Analyser“ (zkráceně COSIMA) – spektrometr vybavený sběračem prachu, generátorem iontů a optickým mikroskopem. A právě výsledky měření zařízení COSIMA se dostávají do popředí vědeckého zájmu, jelikož dle právě vydané studie dokládají spojitost mezi kometami a meziplanetárním prachem.

Detailní pohled na dvě prachová zrna zachycena na evropské sondě Rosetta. Zdroj: ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/ BUW/MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S

Sondě se při průletu okolo komety podařilo v říjnu 2014 zachytit několik zrn kometárního prachu (i když zachytit není vhodný termín, zrna do sondy totiž v podstatě narazila v nízké rychlosti – mezi 1 až 10 m/s). Zachycená zrna měla původně velikost okolo 0,05 mm, ale vlivem dopadu na destičku došlo k jejich rozpadu na menší fragmenty. To, že se velká zrna rozpadla na menší, značí, že jejich jednotlivé části k sobě nebyly příliš dobře přichyceny. Také to ukazuje na skutečnost, že zrna neobsahovala vodní led. Ten by při kontaktu s destičkou rychle sublimoval do okolního prostředí, čímž by ve větším zrnu zanechal mezery. Respektive, kdyby bylo zrno tvořeno jen vodním ledem, na povrchu destičky by zůstala tmavá stopa. Nic takového ale pozorováno nebylo, a tak víme, že vodní led v materiálu chyběl.

Destička sloužící jako sběrač prachu pro zařízení COSIMA. Červený rámeček zobrazuje část destičky, kde se podařilo zachytit dvojici drobných zrn kometárního prachu. Zdroj: ESA/Rosetta/MPS for COSIMA Team MPS/CSNSM/UNIBW/TUORLA/IWF/IAS/ESA/ BUW/MPE/LPC2E/LCM/FMI/UTU/LISA/UOFC/vH&S

Při chemické analýze zrn vědci zjistili, že zrnka prachu jsou bohatá na sodík. Tedy na prvek, kterým jsou obohaceny částice meziplanetárního prachu. Nabízí se tak vysvětlení, že meziplanetární prach je vlastně pozůstatkem dřívějších průletů komet. Vědci tím přímo potvrdili jeho zdroj. Vědci také předpokládají, že analyzovaný kometární prach pochází z jemnozrnných uloženin viditelných na povrchu komety ve formě hladkých oblastí. Prach je z komety do okolí vyvrhován v době, kdy se na jejím povrchu postupně zvyšuje aktivita plynů. Když se pak kometa od Slunce vzdaluje a na kometě klesá aktivita plynů, část prachu se opět usazuje zpět na povrch komety a čeká na další cyklus, kdy bude opět distribuován do okolí. Nicméně tento proces narušuje Slunce, které je svou energií schopno odtlačit vyvržená zrna z gravitačního působení komety. Zásobárna prachu na kometě se tak postupně vyprazdňuje. Analyzovaná zrna tak nejspíše představují vlastně zrna z minulého cyklu aktivity komety. Vědci proto doufají, že se jim v průběhu mise podaří analyzovat i čerstvá zrna vyvržená přímo z útrob komety. Mohli bychom tak získat informace o různých populacích zrn s rozdílným chemickým složením.

Po smršti vědeckých článků v časopise Science, které se věnovaly jiným aspektům komety 67P/Churyumov-Gerasimenko, máme nyní před sebou další podstatný objev zpřesňující naše představy o vývoji sluneční soustavy. Sonda Rosetta, velký úspěch evropské vědy a organizace ESA, tím významně přispívá k našemu poznání.

A jak vlastně zařízení COSIMA funguje? Na povrchu sondy se nachází sběrač prachu, což je v podstatě destička, na kterou se nechá dopadat prach z komety. Destička je následně vsunuta pod mikroskop, kde je prozkoumán tvar a pozice každého prachového zrna. Vybraná jednotlivá zrna jsou poté bombardována ionty india ve snaze vybudit ze vzorku druhotné ionty, které jsou dále zkoumány hmotnostním spektrometrem. Iontové dělo je schopno postupně odstraňovat jednotlivé vrstvy zrna, a tak odhalovat i případné variace v chemickém složení uvnitř jednoho vzorku.

Napsat komentář