Rosetta ger svar – och fler frågor

I somras kraschade NASA rymdsonden Deep Impact i kometen Tempel 1, något du kunnat läsa om här tidigare. Syftet med operationen var att lära sig mer om kometers komposition och struktur. Kollisionen observerades av en stor mängd instrument, och ett av de som satt på första parkett var ESA:s Rosetta-satellit, som bland annat bär på två svenska instrument.

Rosettas huvuduppdrag är att sammanträffa med kometen Churyumov-Gerasimenko 2014. Allt man kan lära om kometer fram till dess kommer att vara till hjälp för Rosetta.

När kollisionsdelen av Deep Impact träffade kometen motsvarade det en explosion av flera ton trotyl och slog upp en krater i kometen och slungade materia från kärnan ut i rymden. Ett av de viktigaste målen för Deep Impact var att ta reda på vad denna materia bestod av.

Man vet att kometkärnor innehåller mycket is, men nu fick man en chans att mäta mängden vattenånga som frigjordes och jämföra den med mängden fast materia. Just detta kunde Rosettas OSIRIS-kameror göra.

Fragmenterande partiklar

Rosetta vände denna sina kameror mot Tempel 1 och tog bilder genom olika filter under 17 dygn. Dessa filter hade som en viktig uppgift att sila fram ljus från splittrade vattenmolekyler, så att forskarna kan mäta intensiteten i denna ljusstrålning.

Direkt efter kollisionen var det av förklarliga skäl väldigt mycket stoft omkring kärnan, som sedan spreds ut.
– Vi såg en gradvis ökning av den totala stoftmängden under loppet av ungefär 40 minuter, sedan stabiliseras nivån för att så småningom avta, säger professor Hans Rickman från institutionen för astronomi och rymdfysik vid Uppsala universitet, en i forskarteamet och även ansvarig för upphandlingen av OSIRIS-filtren.

Denna lite utdragna episod tolkar astronomerna som att det bland de mängderna av småpartiklar även fanns relativt stora partiklar.
– De små partiklarna fragmenterades i mindre bitar efter en tid på grund av att isen i partiklarna sublimerade – dunstade iväg. De stora partiklarna måste också ha bestått av till stor del is. När de går sönder ökar ytan i förhållande till volymen, vilket gör att de reflekterar mer och vi får en starkare signal.

Modellkänsliga resultat

När Hans Rickman pratar om "partiklar" är det lätt att tro att det rör sig om mikroskopiska eller sandkornsstora korn, men partiklarna kan vara en eller kanske till och med flera meter stora.
– Vi måste anta hur den här massfördelningen på partiklarna ser ut. De mindre partiklarna är givetvis fler än de stora, men de stora partiklarna kommer att stå för större delen av massan. Men hur stora är de största partiklarna? Det är osäkert, och resultatet är rätt känsligt för den gränsen.

Hans Rickman påpekar att resultaten som kommit från Deep Impact är mer eller mindre beroende av ett antal olika antaganden som just detta om storleken på partiklarna – resultaten är modellkänsliga.
– Resultatet blir bara så bra som antagandet.

I de artiklar som publicerats om resultatet av kollisionen har man dragit slutsatsen att det finns mer stoft än fruset vatten i kometen.
– Men jag är lite tveksam, säger Hans Rickman. I vår artikel säger vi att stoftmassan vi såg efter kollisionen är betydligt större än vattenmassan, och det är inte riktigt samma sak. Det skulle mycket väl kunna finnas försvarliga mängder is som fortfarande ligger uppbundet i de större bumlingarna. Därför tror jag inte att man vet så mycket om fördelningen mellan is och stoft egentligen.

Man har alltså fått en hel del svar från Deep Impact och Rosettas observationer. Men som vanligt föder svaren minst lika många frågor som de besvarar. Vi får säkert anledning att återkomma i frågan.