เครื่องมือวิทยาศาสตร์ของนาซ่าที่บินอยู่บนยานอวกาศ Rosetta ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้ค้นพบสิ่งที่น่าประหลาดใจมากนั่นคือกลไกการแตกโมเลกุลของโมเลกุลของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ที่พ่นออกมาจากพื้นผิวของดาวหางในบรรยากาศของดาวหาง 67P / Churyumov- Gerasimenko เกิดจาก“ อิเล็กตรอนใกล้กับพื้นผิว”
ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจเกี่ยวกับการปล่อยของดาวหางโคม่ามาจากการตรวจวัดที่รวบรวมโดยเครื่องมือ NASA ที่ได้รับเงินสนับสนุนจากอลิซและทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดใหม่อย่างสมบูรณ์ถึงสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับร่างกายที่หลงทางตามทีมวิทยาศาสตร์เครื่องดนตรี
“ การค้นพบที่เรารายงานนั้นไม่คาดคิดเลยทีเดียว” อลันสเติร์นนักวิจัยหลักสำหรับตราสารอลิซที่สถาบันวิจัยตะวันตกเฉียงใต้ (SwRI) ในโบลเดอร์โคโลราโดกล่าวในแถลงการณ์
“ มันแสดงให้เราเห็นถึงคุณค่าของการไปหาดาวหางเพื่อสำรวจพวกมันอย่างใกล้ชิดเนื่องจากการค้นพบนี้ไม่สามารถสร้างขึ้นจากวงโคจรโลกหรือโลกด้วยหอดูดาวที่มีอยู่หรือตามแผนที่วางไว้ และมันเป็นการเปลี่ยนความรู้ของเราเกี่ยวกับดาวหาง”
กระดาษรายงานการค้นพบของอลิซได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์โดยวารสารดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ตามแถลงการณ์จากองค์การนาซ่าและอีเอสเอ
อลิซเป็นสเปคโตรกราฟที่มุ่งเน้นไปที่การตรวจจับแถบความยาวคลื่นแสงอุลตร้าไวโอเล็ตและเป็นเครื่องมือชิ้นแรกที่ทำงานที่ดาวหาง
จนถึงตอนนี้ก็มีความคิดกันว่าโฟตอนจากดวงอาทิตย์มีส่วนทำให้เกิดการสลายโมเลกุล
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียสและการสลายตัวของการกระตุ้นเกิดขึ้นเกือบครึ่งไมล์เหนือนิวเคลียสของดาวหาง
“ การวิเคราะห์ความเข้มสัมพัทธ์ของการปล่อยปรมาณูที่ได้รับอนุญาตทำให้ทีมวิทยาศาสตร์ของอลิซสามารถตรวจสอบเครื่องมือได้โดยตรงโดยการสังเกตโมเลกุล“ แม่” ของน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งอิเล็กตรอนในบริเวณใกล้เคียงถูกทำลายประมาณหกในสิบของ ไมล์ (หนึ่งกิโลเมตร) จากนิวเคลียสของดาวหาง”
กลไกการกระตุ้นมีรายละเอียดในภาพด้านล่าง
“ ความแปรปรวนเชิงพื้นที่ของการปล่อยก๊าซออกไปตามร่องแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นเกิดขึ้นภายในไม่กี่ร้อยเมตรของพื้นผิวและการผลิตก๊าซและฝุ่นมีความสัมพันธ์กัน” อ้างอิงจากวารสารวารสารดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของน้ำและ CO2 สลายตัวผ่านกระบวนการสองขั้นตอน
“ ก่อนอื่นโฟตอนอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์กระทบกับโมเลกุลของน้ำที่อยู่ในอาการโคม่าของดาวหาง อิเล็กตรอนนี้จะกระทบกับโมเลกุลของน้ำอีกอันในอาการโคม่าแบ่งออกเป็นอะตอมไฮโดรเจนสองอันและออกซิเจนหนึ่งอันและรวมพลังเหล่านั้นในกระบวนการ อะตอมเหล่านี้จะเปล่งแสงอุลตร้าไวโอเล็ตที่ตรวจจับได้ที่ความยาวคลื่นเฉพาะของอลิซ”
“ ในทำนองเดียวกันมันเป็นผลกระทบของอิเล็กตรอนที่มีโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งส่งผลให้เกิดการสลายตัวของอะตอมและการปล่อยก๊าซคาร์บอนที่สังเกตได้”
หลังจากการไล่ล่ามานานกว่าทศวรรษกว่า 6.4 พันล้านกิโลเมตร (4 พันล้านไมล์) ยานอวกาศ Rosetta ของ ESA เดินทางมาถึง Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko เมื่อวันที่ 6 ส.ค. 2014 เพื่อการศึกษาครั้งแรกของวงโคจรของดาวหางเพื่อการศึกษาระยะยาว
นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา Rosetta ได้ปรับใช้ยานลงจอดของ Philae เพื่อทำดาเมจเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ให้กับนิวเคลียสดาวหาง มันยังโคจรรอบดาวหางเป็นระยะเวลานานกว่า 10 เดือนเพื่อเฝ้าสังเกตอย่างใกล้ชิดซึ่งบางครั้งก็ใกล้ถึง 8 กิโลเมตร ประกอบด้วยเครื่องมือ 11 ชุดเพื่อวิเคราะห์ทุกแง่มุมของธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมของดาวหาง
ดาวหาง 67P ยังคงทำงานมากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากมันโคจรเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นในอีกสองเดือนข้างหน้า ทั้งคู่มาถึงจุดสูงสุดเมื่อวันที่ 13 สิงหาคม 2558 ระยะทาง 186 ล้านกิโลเมตรจากดวงอาทิตย์ระหว่างวงโคจรของโลกกับดาวอังคาร
อลิซทำงานโดยตรวจสอบแสงที่ปล่อยออกจากดาวหางเพื่อทำความเข้าใจกับเคมีของชั้นบรรยากาศของดาวหางหรืออาการโคม่าและกำหนดองค์ประกอบทางเคมีด้วยสเปคโตรกราฟไกลโพ้นรังสีอัลตราไวโอเลต
จากการตรวจวัดจากอลิซน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอาการโคม่าของดาวหางนั้นมีต้นกำเนิดมาจากขนนกที่ปะทุออกมาจากพื้นผิว
“ มันคล้ายกับที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลค้นพบบนดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสยกเว้นอิเล็กตรอนที่ดาวหางนั้นผลิตโดยรังสีดวงอาทิตย์ในขณะที่อิเล็กตรอนในยูโรปามาจากสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดี” Paul Feldman นักดาราศาสตร์อลิซกล่าว - นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในเมืองบัลติมอร์รัฐแมริแลนด์
เครื่องมืออื่น ๆ บน Rosetta รวมถึง MIRO, ROSINA และ VIRTIS ซึ่งศึกษาสัมพัทธ์ของอาการโคม่าจำนวนมากยืนยันการค้นพบของ Alice
“ ผลลัพธ์แรกเริ่มจากอลิซแสดงให้เห็นถึงความสำคัญในการศึกษาดาวหางในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันและด้วยเทคนิคต่าง ๆ เพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมของดาวหางในแง่มุมต่าง ๆ ” Matt Taylor นักวิทยาศาสตร์โครงการ ESET ของ Rosetta กล่าว
“ เรากำลังเฝ้าดูอย่างใกล้ชิดว่าดาวหางวิวัฒนาการอย่างไรเมื่อมันเคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นเรื่อย ๆ ตามวงโคจรของมันที่จะไปถึงจุดยอดดวงอาทิตย์ในเดือนสิงหาคมโดยเห็นว่าพลัมนั้นมีสภาพคล่องอย่างไรเนื่องจากความร้อนจากแสงอาทิตย์และศึกษาผลกระทบของ ”
ติดตามความคืบหน้าได้ที่นี่เพื่อรับชมโลกที่ต่อเนื่องของเคนและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และข่าวอวกาศของมนุษย์
