חקר הרכב הגזים הלכודים בשביט 67P/צ'וריומוב גרסימנקו בהשוואה לתצפית ולמדידה ע"י החללית רוזטה.
עידן חקר החלל מביא עמו הזדמנות ייחודית לחקור גופים קטנים במערכת השמש, ללמוד על הרכבם, על המבנה הפנימי שלהם, ועל הקשר ביניהם לבין תקופות קדומות במערכת השמש ובכדור הארץ הראשוני. שביטים הם גופי קרח קטנים, מהמסקרנים ביותר במערכת השמש שלנו וככאלה, מהווים יעד למחקר על ידי משימות חלל לאורך השנים. כמה משימות מוצלחות לחקר שביטים, בעיקר על ידי חליפות קרובות, של חלליות מחקר, קדמו למשימה הרוזטה השאפתנית, אשר חקרה את השביט 67P/ Churyumov-Gerasimenko באמצעות מכשירי מדידה שונים, במשך למעלה משנתיים במסלול סביבו.
משימת רוזטה העלתה תגליות חדשות רבות בנוגע למבנה גרעין השביט ולהתפתחותו לאורך מסלולו סביב השמש. בעבודה הנוכחית, אנו שואפים להסביר כמה מתוך ממצאי המשימה באמצעות ניסויי מעבדה המדמים את היווצרות השביט ואת תנאי התפתחותו. תוצאות ניסויי המעבדה שביצענו משולבים עם מודלים תיאורטיים ובוחנים אותם אל מול ממצאי החללית.
ספקטרומטר המסות ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) , אשר הותקן על סיפונה של החללית רוזטה, מדד את קצב ייצור והעשרת H2O ונדיפים רבים, ביניהם:CO2, CO, O2, Kr ,Ar ,N2 ו- Xe. ניסויי המעבדה עוקבים אחר התנהגות קרח המים האמורפי והגזים הלכודים בו, מהיווצרותו בטמפרטורות ולחצים נמוכים ובמהלך חימום הדרגתי בו משתחררים הגזים הלכודים, עד לטמפרטורה גבוהה דיה להמראתו של הקרח. בהיותו אחד הנדיפים הנפוצים שנמדדו בשביט, התמקדנו בניסויי מעבדתנו בבחינת השפעתו של CO2 על לכידת ושחרור הגזים הנוספים הלכודים בקרח המים האמורפי בנוכחותו. ממצאי עבודתנו שפכו אור על פעילות השביט 67P/Churyumov-Gerasimenko, ובמיוחד מציעים הסבר לאי ההתאמה בין קצבי הייצור של H2O ו- CO2 כפי שנמדדו בשביט.
לאור מדידתו לראשונה של O2 בשביטים, ערכנו במעבדתנו מספר ניסויים לבחינת לכידתו של O2 בקרח מים אמורפי ושחרורו בעת חימום הקרח, בתהליך התגבשותו ובהמראתו. ממצאינו תואמים את המדידות הישירות מהשביט ומאשרים את ההתאמה שנמצאה בין O2 ל- H2O.
בנוסף, בוצעה סדרת ניסויים לבחינת התנהגות הגזים האצילים Kr ,Ar ו- Xe, אשר נמדדו לראשונה בשביטים. מצאנו כי הפרדת האיזוטופים של Kr ו- Xe בניסויי מעבדתנו תואמת למדידות הישירות מהשביט, ושונה מההפרדה האיזוטופית ברוח השמש.
להשלמת הניסויים המעבדתיים ולחיזוק ההשוואה הישירה בין תוצאותיהם לבין המדידות הישירות של הפעילות בפני השטח של גרעין השביט ובהילה, יישמנו מודל תרמו-פיזיקלי עבור השביט 67P/Churyumov-Gerasimenko. בנמצא כי יחסי ההעשרה בתוך הגרעין נשמרים בהשוואה ליחסי ההעשרה בהרכב החומרים הנפלטים, על אף שעשויים להשתנות במהלך ההתפרצויות.
אנו מסכמים כי תוצאות עבודתנו ללכידת ולשחרור נדיפים בקרח מים, תומכות בהנחה כי קרח השביטים הוא אמורפי במקורו. זהו המענה לא רק להסבר תכונות אופייניות מסוימות של פעילות השביט, אלא לתובנה מעמיקה על התנאים בהם נוצרו השביטים.
