Учёные выяснили, как рождаются кометы

Снимки и научные данные с зонда "Розетта" помогли ученым доказать, что кометы возникают в результате гравитационного коллапса небольших облаков, состоящих из мелкой "космической гальки" и льда, говорится в статье, опубликованной в журнале MNRAS. 

"Мы показали, что комета Чурюмова-Герасименко появилась на свет в результате "мягкого" гравитационного коллапса облака из пыли и гальки. К сожалению, мы пока не можем сказать, как возникли половинки ее "гантели" – были ли они отдельными небесными телами, которые столкнулись уже после своего рождения, или же они являются частью единого целого", — рассказывает Юрген Блум (Jurgen Blum) из Института геофизики и внеземной физики в Брауншвейге (Германия).

Сегодня у ученых почти нет сомнений в том, что планеты начинают свое рождение внутри плоского газопылевого диска, заполненного мелкими частицами пыли и плотными клубами газа, а их формирование заканчивается в ходе серий столкновений планетизималей – "зародышей" планет размером с Весту или Цереру, а также крупных комет и астероидов.

"Посередине" между ними зияет теоретическая пустота – пока планетологи не пришли к единому мнению насчет того, что происходит после слепления единичных зерен пыли в относительно небольшие комки размером в сантиметр. Существует несколько разных теорий, проверка которых была невозможна до последнего времени. 

Ответ на эту загадку планетологи пытаются найти двумя путями – наблюдая за новорожденными планетными системами при помощи микроволновых телескопов, и изучая зерна пыли, сохранившиеся в недрах комет с времен рождения Солнечной системы. Первые исследования такого рода были проведены три года назад зондом "Розетта" и спускаемым модулем "Фила", который был сброшен на поверхность кометы Чурюмова-Герасименко в ноябре 2014 года.

Блум и его коллеги использовали данные, собранные "Филой" и "Розеттой", для того, чтобы раскрыть одну из тайн этой "теоретической пустоты" и выяснить, как именно возникла данная комета.

Как объясняет ученый, внутренняя структура кометы, как и размеры и масса пылинок, которые были найдены в ее "хвосте" инструментами "Розетты", напрямую отражают то, в каких условиях она формировалась. К примеру, если бы она родилась в ходе серии столкновений все более и более крупных "зародышей" планет, то тогда бы ее материя была частично переплавлена и имела неоднородный минеральный и химический состав.

Этого, как показывают данные с зонда и спускаемого модуля, скорее всего не произошло – многие зерна пыли, найденные на комете Чурюмова-Герасименко, имеют достаточно пушистую и "рыхлую" форму и при этом они обладают большими размерами. Это означает, что ядро кометы родилось в достаточно "спокойной" обстановке и при достаточно низких скоростях движения пыли и газа, породивших его. 

Ее прародителями, как показывают замеры зондов и теоретические расчеты ученых, были относительно крупные зерна пыли, чей радиус составлял от одного до шести миллиметров. Эти частицы пыли постепенно скопились в одной из точек на дальних окраинах протопланетного облака, и вызвали миниатюрный аналог гравитационного коллапса, который обычно предшествует рождению звезд и планет.

Как показывают компьютерные модели, этот процесс протекал достаточно медленно, что привело к тому, что частицы пыли были равномерно перемешаны по недрам кометы  и "склеены" между собой в почти первозданном виде, а внутри небесного тела возникло множество пустот. С другой стороны, сейчас можно с уверенностью говорить, что комета родилась в "один присест" — никаких промежуточных стадий в ее рождении не было.

Подобные результаты расчетов хорошо согласуются с данными по структуре недр кометы Чурюмова-Герасименко, которые были получены "Филой" во время неудачной посадки и оглашены летом 2015 года. С другой стороны, они к тому же свидетельствуют и о том, что "косматые чудовища" могли формироваться не так, как это предположительно делают планеты, что не предсказывается теорией и является неожиданностью для планетологов.