Levenloze, ijzige kometen kunnen in het donker rond het zonnestelsel cirkelen totdat lawines hen wakker maken en over hun oppervlak schrapen om ijzige stralen te onthullen die hen oplichten voor mensen op aarde om te zien. Vallende stenen hebben misschien zelfs geleid tot de ontdekking van komeet Hartley 2, die vele malen rond de zon is gepasseerd voordat hij in 1986 werd gezien, betoogt een nieuwe studie.
"Het lawineproces verwijdert bovenliggend materiaal en graaft af tot aan het ijs, waardoor de komeet kan worden geactiveerd", zegt Jordan Steckloff, een onderzoeker aan de Purdue University in Indiana. Stralen gas van onder de nieuw geschraapte grond zouden de komeet veranderen van een donkere bal van ijs en steen in een actief object met de vertrouwde, helder stromende staart.
Kometen draaien en tuimelen terwijl ze van de buitenste delen van het zonnestelsel naar de zon en weer terug reizen. Een snellere draaiing kan het oppervlak van een komeet onstabieler maken, waardoor rotsachtig puin in een lawine over zijn buitenste laag kan glijden. Deze lawines kunnen de huid wegschrapen die het onderliggende bevroren materiaal beschermt. Wanneer onthuld, springen de ijsjes van vast naar gas, waardoor stralen van ijs en stof ontstaan die de komeet oplichten.
Toen de EPOXI-missie van NASA Hartley 2 in 2010 bezocht, zag het materiaal uit het oppervlak spuiten. De jets laten de komeet roteren, soms sneller, soms langzamer. Een snellere spin kan lawines aftrappen die nog meer jets kunnen creëren. Gedurende de drie maanden dat EPOXI Hartley 2 bezocht, versnelde de komeet genoeg om twee uur van zijn 18-uur dag af te slaan.
Steckloff en zijn collega's waren benieuwd hoe de veranderende draai invloed kon hebben op wat er op het oppervlak van de komeet gebeurt. Ze ontdekten dat als de komeet snel genoeg ronddraaide dat een dag slechts 11 uur duurde, lawines zouden optreden en materiaal over het oppervlak zouden sturen. Hartley 2 zou een spin van 11 uur hebben gehad tussen 1984 en 1991, vond het team, en dat zou vallende stenen kunnen hebben geactiveerd om stralen van helder ijzig materiaal te onthullen. De ontdekking van de komeet in 1986 valt binnen dat venster, en de toegenomen helderheid zou kunnen hebben geleid tot zijn ontdekking, suggereren de wetenschappers in het 1 juli nummer van het tijdschrift Icarus .
Vanwege de lage zwaartekracht van de komeet, zouden lawines die seconden of minuten op aarde zouden duren uren op Hartley 2 duren., "Zegt Steckloff.
Zelfs zo langzaam, zouden lawines gevaarlijk zijn, hoewel niet op de verwachte manier, merkt Steckoff op. "Een botsing met de lawine zou een skiër op een komeet niet verwonden", zegt hij. "De lawine kan die skiër echter heel goed van de komeet afslaan." Puin kan van het einde van de komeet glijden en vervolgens weer op het oppervlak regenen.
Michael A'Hearn, een astronoom aan de Universiteit van Maryland, College Park, en hoofdonderzoeker van de EPOXI-missie, zegt dat het onderzoek "een belangrijke nieuwe benadering is om de activiteit van Hartley 2 te begrijpen." De komeet is "hyperactief" zegt hij, meer water produceren dan mogelijk zou zijn als dat water rechtstreeks van het oppervlak zou komen. Korrels van bevroren water worden door kooldioxide van de komeet naar het oppervlak gesleept; ijs springt dan van vast naar gas in stralen die in de ruimte stromen. Lawines kunnen helpen bij die overgang, door oppervlaktelagen op delen van de komeet weg te schrapen om de ijzige kern eronder te onthullen.
Sommige oppervlaktekenmerken van Hartley 2 kunnen consistent zijn met lawines, zegt Steckloff. Kleine terpen kunnen materiaal zijn dat van het oppervlak is gegleden en is teruggevallen, terwijl puin op een grote lob materiaal kan zijn dat is afgezet door lawines.
"De vorm en locatie van de activiteit suggereert sterk dat deze lawine inderdaad heeft plaatsgevonden", zegt hij, hoewel hij benadrukt dat het verband tussen de kenmerken en een lawine niet zeker is. Hij onderzoekt momenteel hoe een lawine het oppervlak van een komeet zou kunnen vormen.
Hartley 2 is echter niet de enige komeet die lawines kan hosten. A'Hearn verwijst naar recente waarnemingen van komeet 67P / Churyumov-Gerasmenko, het doelwit van de Rosetta-missie. Daar ligt rotsachtig puin onder kliffen, wat suggereert dat materiaal dat in een lawine is gevallen. Sommige van de jets op 67P lijken ook verbonden te zijn met rotsen. Lawines kunnen een rol spelen bij de activering van jets op kometen, hoewel ze niet noodzakelijkerwijs zouden domineren.
"Lawines kunnen heel goed een algemeen proces zijn dat we op kometen verwachten te vinden, " zegt Steckloff.
Komeet 67P / CG herbergt puin onder zijn kliffen, wat een teken van lawines op het oppervlak kan zijn. (ESA / Rosetta / MPS voor OSIRIS Team MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA) A'Hearn is het ermee eens dat veel kometen lawines kunnen hosten, maar hij neemt een voorzichtiger toon aan over hun aanwezigheid op Hartley 2. "Het concept van lawines is waarschijnlijk vrij gebruikelijk [in de wetenschappelijke gemeenschap]", zegt hij. "De vraag of het de hyperactiviteit van Hartley 2 kan verklaren, moet worden gecontroleerd met meer gedetailleerde modellering."
Een snellere spin is niet de enige manier om een lawine op een komeet te activeren, merkt Marc Hofmann van het Max-Planck Instituut voor zonnestelselonderzoek in Duitsland op, die lawines heeft bestudeerd op kleine lichamen zoals kometen en asteroïden. "Het verhogen van de rotatiesnelheid is een haalbaar trigger-mechanisme", zegt hij. "Dit is echter een nogal exotisch proces dat grote veranderingen in de rotatiesnelheid nodig heeft. Het is dus geen trigger-mechanisme dat je bij elke komeet tegenkomt." Voorbijgaande voorwerpen, vallende stof, botsingen en zelfs de jets zelf kunnen allemaal lawines veroorzaken, zegt hij.
Als lawines vaak voorkomen op kometen, kunnen toekomstige monsterretourmissies hier misschien gebruik van maken. In plaats van te graven om de kern van een komeet te bereiken, kan een ruimtevaartuig misschien materiaal pakken dat onlangs door een lawine is ontdekt. "Als iemand een oorspronkelijk komeetmonster naar de aarde wenst terug te brengen, kan het verstandig zijn om te kiezen om een monster terug te brengen uit een regio op een komeet die onlangs een lawine heeft meegemaakt", zegt Steckloff.
