دنباله‌دار ۶۷پی (Churyumov–Gerasimenko) | همه چیز درباره این دنباله‌دار

شفق نیوز – داستان شناسایی ۶۷پی به سال ۱۹۶۹ بازمی‌گردد. کلیم ایوانوویچ چوریوموف هنگام بررسی یک صفحه عکاسی مربوط به دنباله‌دار 32P/Comas Solá متوجه جرم دیگری شد. تصویر مورد استفاده در ۱۱ سپتامبر ۱۹۶۹ توسط سوتلانا ایوانونا گراسیمنکو ثبت شده بود و کشف دنباله‌دار در ۲۲ اکتبر همان سال در رصدخانه آلما-آتا ثبت شد.

عدد 67P در نام این جرم نشان‌دهنده جایگاه آن در فهرست دنباله‌دارهای دوره‌ای است. ۶۷پی در خانواده دنباله‌دارهای مشتری قرار دارد و مدار آن تحت تأثیر گرانش این سیاره تغییر کرده است. محاسبات مداری نشان می‌دهد برخوردهای گرانشی با مشتری، به‌ویژه گذر سال ۱۹۵۹، فاصله حضیض این دنباله‌دار از خورشید را کاهش داده و آن را وارد مداری کرده که امروز مشاهده می‌شود.

دنباله‌دار ۶۷پی/چوریوموف–گراسیمنکو (67P/Churyumov–Gerasimenko) با هسته‌ای دو بخشی، سطحی بسیار تیره و ساختاری متخلخل، در سال‌های مأموریت روزتا به آزمایشگاهی طبیعی برای بررسی مواد باقی‌مانده از دوران شکل‌گیری منظومه شمسی تبدیل شد. فضاپیمای Rosetta آژانس فضایی اروپا بیش از دو سال این دنباله‌دار را از فاصله نزدیک بررسی کرد و کاوشگر Philae را نیز روی سطح آن فرستاد.

بررسی‌های انجام‌شده در این مأموریت اطلاعات دقیقی از ساختار هسته، گازهای اطراف دنباله‌دار، ترکیبات آلی، آب، اکسیژن مولکولی، گلیسین و فسفر در اختیار دانشمندان قرار داد. اندازه‌گیری‌های روزتا همچنین نشان داد هسته ۶۷پی جرم جامد و فشرده‌ای نیست و بخش بزرگی از حجم آن را ساختاری متخلخل از یخ و ذرات غبار تشکیل می‌دهد.

کشف	۱۹۶۹ میلادی
کاشفان	کلیم چوریوموف و سوتلانا گراسیمنکو
دوره مداری	حدود ۶.۵ سال
فاصله از خورشید در حضیض مأموریت روزتا	حدود ۱۸۶ میلیون کیلومتر
دوره چرخش هسته	حدود ۱۲.۴ ساعت
جرم	کمی کمتر از ۱۰ میلیارد تن
چگالی	حدود ۵۳۳ کیلوگرم بر متر مکعب

هسته دو بخشی دنباله‌دار ۶۷پی و ساختاری که شبیه دو جرم متصل است

تصاویر دوربین‌های روزتا نشان داد هسته دنباله‌دار ۶۷پی از دو بخش مشخص متصل به یک ناحیه باریک تشکیل شده است. بخش کوچک هسته در اندازه تقریبی ۲.۶ در ۲.۳ در ۱.۸ کیلومتر و بخش بزرگ در حدود ۴.۱ در ۳.۳ در ۱.۸ کیلومتر اندازه‌گیری شد. مدل‌های دقیق‌تر بعدی حجم هسته را در حدود ۱۸.۷ کیلومتر مکعب و چگالی آن را حدود ۵۳۳ کیلوگرم بر متر مکعب تعیین کردند.

پژوهش روی لایه‌های قابل مشاهده در تصاویر OSIRIS نشان داد جهت و ساختار لایه‌ها در دو لوب متفاوت است. این داده‌ها با سناریویی سازگار بود که در آن دو جرم دنباله‌داری شکل‌گرفته به‌طور مستقل، با سرعت پایین با یکدیگر برخورد کرده و به ساختار کنونی ۶۷پی رسیده‌اند.

هسته ۶۷پی با وجود ظاهر صخره‌ای، چگالی بسیار کمتری از آب دارد. داده‌های گرانشی روزتا نیز وجود حفره‌های عظیم درون هسته را تأیید نکردند و ساختار داخلی متخلخل در مقیاس کوچک‌تر را نشان دادند.

سطح این دنباله‌دار نیز بسیار تاریک است. اندازه‌گیری‌های VIRTIS نشان داد سطح ۶۷پی تنها حدود ۶ درصد نور مرئی تابیده‌شده را بازتاب می‌دهد. لایه‌های غبار، مواد معدنی و ترکیبات غنی از کربن در این تیرگی نقش دارند.

روزتا چگونه به دنباله‌دار ۶۷پی رسید؟

فضاپیمای Rosetta در ۲ مارس ۲۰۰۴ با موشک Ariane 5 پرتاب شد. رسیدن مستقیم به مدار ۶۷پی با سوخت موجود امکان‌پذیر نبود؛ به همین دلیل مسیر مأموریت شامل چند مانور کمک گرانشی در کنار زمین و مریخ بود. روزتا در مسیر خود از سیارک‌های Steins و Lutetia نیز عبور کرد و سپس برای مدت طولانی وارد خواب فضای عمیق شد.

فضاپیما در ۲۰ ژانویه ۲۰۱۴ از خواب خارج شد و پس از مجموعه‌ای از مانورها، در ۶ اوت ۲۰۱۴ به دنباله‌دار رسید. از آن زمان، ابزارهای علمی روزتا فعالیت هسته، سطح، غبار، گاز و محیط پلاسمایی اطراف دنباله‌دار را اندازه‌گیری کردند.

تاریخ	رویداد مأموریت روزتا
۲ مارس ۲۰۰۴	پرتاب Rosetta
۲۰ ژانویه ۲۰۱۴	خروج از خواب فضای عمیق
۶ اوت ۲۰۱۴	رسیدن به دنباله‌دار ۶۷پی
۱۲ نوامبر ۲۰۱۴	فرود کاوشگر Philae
۱۳ اوت ۲۰۱۵	عبور ۶۷پی از حضیض خورشیدی در فاصله حدود ۱۸۶ میلیون کیلومتر
۳۰ سپتامبر ۲۰۱۶	پایان مأموریت با فرود کنترل‌شده روزتا روی هسته

فرود Philae؛ سه تماس با سطح به جای یک فرود مستقیم

در ۱۲ نوامبر ۲۰۱۴، کاوشگر حدود ۱۰۰ کیلوگرمی Philae از روزتا جدا شد و به سوی سطح ۶۷پی حرکت کرد. نخستین تماس آن با هسته در ساعت ۱۵:۳۴ به وقت UTC ثبت شد، اما سامانه‌های مهار مطابق برنامه عمل نکردند. هارپون‌هایی که قرار بود کاوشگر را به سطح متصل کنند شلیک نشدند و Philae دوباره از سطح بلند شد.

داده‌های مأموریت نشان داد کاوشگر پس از نخستین تماس حدود یک ساعت و ۵۰ دقیقه حرکت کرد و پس از تماس دوم، پرشی کوتاه‌تر داشت. زمان‌های ۱۷:۲۵ و ۱۷:۳۲ UTC نیز به‌عنوان تماس‌های بعدی ثبت شدند. موقعیت نهایی کاوشگر نور خورشید محدودی دریافت می‌کرد و باتری اصلی پس از اجرای مجموعه‌ای از آزمایش‌ها تخلیه شد.

ابزارهای Philae توانستند پیش از ورود به حالت خاموشی اطلاعاتی درباره سطح و ترکیبات نزدیک محل استقرار ارسال کنند. روزتا در سپتامبر ۲۰۱۶ نیز تصاویر واضحی از محل قرارگیری Philae در شکافی تاریک ثبت کرد.

آب دنباله‌دار ۶۷پی با آب اقیانوس‌های زمین یکسان نبود

ابزار ROSINA نسبت دوتریم به هیدروژن در بخار آب اطراف ۶۷پی را اندازه‌گیری کرد. مقدار اندازه‌گیری‌شده حدود ۵.۳ در ۱۰ به توان منفی ۴ بود؛ این مقدار بیش از سه برابر نسبت ثبت‌شده برای آب اقیانوس‌های زمین، یعنی حدود ۱.۵۶ در ۱۰ به توان منفی ۴ است.

اندازه‌گیری نشان داد آب ۶۷پی از نظر ترکیب ایزوتوپی با آب اقیانوسی زمین تفاوت قابل توجهی دارد. داده‌های همین جرم باعث شد مدل‌های مربوط به سهم گروه‌های مختلف دنباله‌دارها و سیارک‌ها در انتقال آب به زمین با جزئیات بیشتری بررسی شوند.

کشف اکسیژن مولکولی در گازهای اطراف دنباله‌دار

ROSINA بین سپتامبر ۲۰۱۴ و مارس ۲۰۱۵ حضور اکسیژن مولکولی یا O₂ را در کمای دنباله‌دار ثبت کرد. مقدار اکسیژن با بخار آب ارتباط مشخصی داشت و داده‌ها نشان دادند آزاد شدن این دو ماده از هسته به یکدیگر مرتبط است.

پایداری نسبت اکسیژن به آب در دوره اندازه‌گیری با این برداشت سازگار بود که اکسیژن در یخ‌های دنباله‌دار ذخیره شده و تنها محصول واکنش‌های جدید روی سطح نبوده است. روزتا همچنین نیتروژن مولکولی را در محیط ۶۷پی شناسایی کرد.

گلیسین و فسفر در اطراف ۶۷پی

داده‌های ROSINA حضور گلیسین، آمینواسیدی که در پروتئین‌ها دیده می‌شود، و همچنین فسفر را در مواد آزادشده از ۶۷پی ثبت کردند. فسفر در ساختار DNA، RNA، غشاهای سلولی و فرایندهای انتقال انرژی زیستی نقش دارد.

این کشف به معنی پیدا شدن حیات روی دنباله‌دار نیست. داده‌ها نشان می‌دهند مواد مورد استفاده در شیمی پیشازیستی می‌توانند در اجرام یخی منظومه شمسی حضور داشته باشند. ابزار COSIMA روزتا نیز مواد آلی جامد و ترکیبات پیچیده کربن‌دار را در ذرات غبار خارج‌شده از هسته شناسایی کرد.

مواد و مولکول‌های ثبت‌شده در داده‌های روزتا

• بخار آب
• کربن مونوکسید
• کربن دی‌اکسید
• متان
• متانول
• آمونیاک
• اکسیژن مولکولی
• نیتروژن مولکولی
• گلیسین
• فسفر
• مواد آلی پیچیده در ذرات غبار

فعال شدن دنباله‌دار ۶۷پی هنگام نزدیک شدن به خورشید

هرچه ۶۷پی در مدار خود به خورشید نزدیک‌تر شد، انرژی بیشتری به سطح هسته رسید. یخ‌های زیر سطح به گاز تبدیل شدند و هنگام خروج، ذرات غبار را نیز با خود حمل کردند. حاصل این فرایند شکل‌گیری کما و فوران‌های غبار و گاز در اطراف هسته بود.

روزتا در ۱۳ اوت ۲۰۱۵ عبور دنباله‌دار از حضیض را مشاهده کرد. در آن لحظه فاصله ۶۷پی تا خورشید حدود ۱۸۶ میلیون کیلومتر، معادل تقریباً ۱.۲۴ واحد نجومی، بود. تصاویر آن دوره جت‌های فعال و خروج مواد از مناطق مختلف هسته را با جزئیات ثبت کردند.

پرسش‌های متداول درباره دنباله‌دار ۶۷پی

دنباله‌دار ۶۷پی چوریوموف–گراسیمنکو هر چند سال یک بار به دور خورشید می‌گردد؟

دوره مداری آن حدود ۶.۵ سال است و مدارش تحت تأثیر گرانش مشتری قرار دارد.

آیا ۶۷پی به زمین برخورد می‌کند؟

مدار ثبت‌شده این دنباله‌دار تا مدار زمین پایین نمی‌آید. مسیر آن مدار مریخ و مشتری را قطع می‌کند و حضیض آن در بیرون از مدار زمین قرار دارد.

چرا دنباله‌دار ۶۷پی دو بخش دارد؟

بررسی لایه‌های هسته با تصاویر روزتا نشان داد دو لوب ساختارهای مستقل دارند. داده‌ها با برخورد کم‌سرعت دو جرم دنباله‌داری و اتصال آن‌ها به یکدیگر سازگار است.

آیا روی ۶۷پی حیات کشف شده است؟

خیر. روزتا گلیسین، فسفر و ترکیبات آلی را ثبت کرد، اما کشف این مواد به معنای شناسایی موجود زنده یا آثار زیستی روی دنباله‌دار نیست.

اولین فضاپیمایی که دور ۶۷پی گردش کرد چه نام داشت؟

فضاپیمای Rosetta آژانس فضایی اروپا در اوت ۲۰۱۴ به ۶۷پی رسید و نخستین فضاپیمایی شد که عملیات طولانی‌مدت مداری در کنار یک دنباله‌دار انجام داد.

Philae چه زمانی فرود آمد؟

Philae در ۱۲ نوامبر ۲۰۱۴ به سطح رسید. به دلیل عمل نکردن سامانه مهار، پس از تماس اولیه دوباره از سطح بلند شد و در مجموع سه تماس با هسته ثبت شد.

مأموریت روزتا چه زمانی پایان یافت؟

در ۳۰ سپتامبر ۲۰۱۶، مهندسان آخرین مانور را انجام دادند و فضاپیما را از ارتفاع حدود ۱۹ کیلومتری عمداً در مسیر برخورد با دنباله‌دار قرار دادند. روزتا هنگام پایین آمدن تا آخرین لحظات عکس و داده علمی ارسال می‌کرد و سپس با سطح ۶۷پی تماس پیدا کرد. با قطع سیگنال، پایان مأموریت تأیید شد. روزتا اکنون یک فضاپیمای خاموش و رهاشده روی دنباله‌دار ۶۷پی است.

منابع:

esa.int
science.nasa.gov