Το 2014, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) Ροζέτα το διαστημικό σκάφος έγραψε ιστορία όταν συναντήθηκε με τον κομήτη 67P / Churyumov-Gerasimenko. Αυτή η αποστολή θα ήταν η πρώτη του είδους της, όπου ένα διαστημικό σκάφος αναχαίτισε έναν κομήτη, τον ακολούθησε καθώς περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο και ανέπτυξε έναν προσγειωτή στην επιφάνεια του. Για τα επόμενα δύο χρόνια, ο τροχιάς θα μελετούσε αυτόν τον κομήτη με την ελπίδα να αποκαλύψει πράγματα για την ιστορία του Ηλιακού Συστήματος.
Αυτή τη στιγμή, η επιστημονική ομάδα της Ροζέτας έδωσε επίσης οδηγίες στον τροχιά να αναζητήσει σημάδια του σοκ του κομήτη - το όριο που σχηματίζεται γύρω από αντικείμενα ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με τον ηλιακό άνεμο. Σε αντίθεση με ό, τι νόμιζαν, μια πρόσφατη μελέτη αποκάλυψε ότι η Rosetta κατάφερε να εντοπίσει σημάδια σοκ στο τόξο του κομήτη στα αρχικά του στάδια. Αυτό αποτελεί την πρώτη φορά στην ιστορία που παρατηρήθηκε στο ηλιακό μας σύστημα σχηματισμός σοκ πλώρης.
Όπως σημειώθηκε, τα σοκ τόξου είναι το αποτέλεσμα φορτισμένων σωματιδίων (πλάσματος) που προέρχονται από τον Ήλιο (γνωστός και ως ηλιακός άνεμος) που παρεμποδίζουν αντικείμενα στην πορεία του. Αυτή η διαδικασία οδηγεί στο σχηματισμό ενός κυρτού, σταθερού κύματος σοκ μπροστά από το αντικείμενο. Ονομάζονται έτσι επειδή όταν απεικονίζονται, μοιάζουν με τόξο και η συμπεριφορά τους είναι παρόμοια με κύματα που σχηματίζονται γύρω από το τόξο ενός πλοίου καθώς διαπερνά ταραχώδη νερά.
Εκτός από τους πλανήτες και τα μεγαλύτερα σώματα, έχουν εντοπιστεί σοκ στο τόξο γύρω από τους κομήτες. Με την πάροδο του χρόνου, η αλληλεπίδραση μεταξύ του πλάσματος του Ήλιου και ενός αντικειμένου μπορεί να επηρεάσει το ίδιο το αντικείμενο, το σοκ του τόξου και το περιβάλλον. Δεδομένου ότι οι κομήτες είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να μελετήσουν το πλάσμα στο Ηλιακό Σύστημα, η ομάδα της Rosetta ήλπιζε να ανιχνεύσει ένα σοκ στην περιοχή του Κομήτη 67P και να το μελετήσει από κοντά.
Για να το πετύχετε αυτό, Ροζέτα πέταξε πάνω από 1500 χλμ. (932 mi) μακριά από το κέντρο 67P μεταξύ 2014 και 2016, αναζητώντας όρια μεγάλης κλίμακας γύρω από τον κομήτη. Χωρίς γνώση της ομάδας αποστολής εκείνη την εποχή, η Ροζέτα πέταξε απευθείας μέσω του σοκ τόξου αρκετές φορές, πριν και αφού ο κομήτης έφτασε στο πλησιέστερο σημείο του στον Ήλιο κατά μήκος της τροχιάς του.
Όπως εξήγησε ο Herbert Gunell - ερευνητής από το Βασιλικό Ινστιτούτο Διαστημικής Αεροπορίας στο Πανεπιστήμιο Umeå και ένας από τους κορυφαίους συγγραφείς της μελέτης - σε ένα δελτίο τύπου του ESA:
«Ψάξαμε για ένα κλασικό σοκ στο είδος της περιοχής που θα περιμέναμε να βρούμε ένα, μακριά από τον πυρήνα του κομήτη, αλλά δεν βρήκαμε κανένα, οπότε καταλήξαμε αρχικά στο συμπέρασμα ότι η Rosetta δεν είχε εντοπίσει κανένα είδος αποπληξία. Ωστόσο, φαίνεται ότι το διαστημικό σκάφος βρήκε πραγματικά ένα σοκ τόξου, αλλά ότι ήταν στα σπάργανα. Σε μια νέα ανάλυση των δεδομένων, τελικά τα εντοπίσαμε περίπου 50 φορές πιο κοντά στον πυρήνα του κομήτη από ό, τι αναμενόταν στην περίπτωση του 67P. Κινήθηκε επίσης με τρόπους που δεν περιμέναμε, και γι 'αυτό το χάσαμε αρχικά. "
Η πρώτη ανίχνευση πραγματοποιήθηκε στις 7 Μαρτίου 2015, όταν ο κομήτης ήταν πάνω από 2 αστρονομικές μονάδες (AU) από τον Ήλιο - δηλαδή διπλάσια η απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Καθώς ο κομήτης πλησίασε τον Ήλιο, Ροζέτα Τα δεδομένα έδειξαν σημάδια κλονισμού τόξου που αρχίζουν να σχηματίζονται. Οι ίδιοι δείκτες εντοπίστηκαν στις 24 Φεβρουαρίου 2016, όταν ο κομήτης απομακρύνθηκε από τον Ήλιο.
Μια σαφής ένδειξη ότι αυτό ήταν ένα σοκ στα αρχικά στάδια του σχηματισμού ήταν το σχήμα του. Σε σύγκριση με τα πλήρως αναπτυγμένα σοκ τόξου που παρατηρήθηκαν σε άλλους κομήτες, το όριο που εντοπίστηκε γύρω από τον Κομήτη 67 / P ήταν ασύμμετρο και ευρύτερο από το συνηθισμένο. Όπως εξήγησε ο Charlotte Goetz, ερευνητής από το Ινστιτούτο Γεωφυσικής και Εξωγήινης Φυσικής, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης:
«Μια τόσο πρώιμη φάση της ανάπτυξης ενός σοκ σε ένα κομήτη δεν είχε συλληφθεί ποτέ πριν από τη Rosetta. Το βρεφικό σοκ που εντοπίσαμε στα δεδομένα του 2015 θα εξελιχθεί αργότερα για να γίνει ένα πλήρως ανεπτυγμένο σοκ καθώς ο κομήτης πλησίασε τον Ήλιο και έγινε πιο ενεργός - δεν το είδαμε στα δεδομένα της Rosetta, καθώς το διαστημικό σκάφος ήταν πολύ κοντά έως 67P εκείνη τη στιγμή για να ανιχνεύσει το σοκ «ενήλικας». Όταν η Rosetta το εντόπισε ξανά, το 2016, ο κομήτης βρισκόταν στο δρόμο της επιστροφής από τον Ήλιο, οπότε το σοκ που είδαμε ήταν στην ίδια κατάσταση αλλά «παραμορφωμένο» παρά να σχηματιστεί ».
Για να προσδιορίσει τις ιδιότητες του σοκ τόξου, η ερευνητική ομάδα διερεύνησε δεδομένα από το Rosetta Plasma Consortium - μια σουίτα πέντε διαφορετικών οργάνων που έχουν σχεδιαστεί για τη μελέτη του περιβάλλοντος πλάσματος που περιβάλλει το Comet 67P. Συνδυάζοντας αυτά τα δεδομένα με ένα μοντέλο πλάσματος, μπόρεσαν να προσομοιώσουν τις αλληλεπιδράσεις του κομήτη με τον ηλιακό άνεμο.
Αυτό που βρήκαν ήταν ότι καθώς το σοκ τόξου σχηματίστηκε γύρω από τη Rosetta, το μαγνητικό του πεδίο έγινε ισχυρότερο και πιο ταραχώδες. Αυτό χαρακτηρίστηκε από εξαιρετικά ενεργητικά φορτισμένα σωματίδια που παράγονται περιοδικά και θερμαίνονται στην περιοχή του ίδιου του σοκ του τόξου. Πριν από αυτό, αυτά τα σωματίδια κινούνταν πιο αργά και ο ηλιακός άνεμος ήταν γενικά ασθενέστερος.
Αυτό, κατέληξαν στο συμπέρασμα, ήταν το αποτέλεσμα της Rosetta να είναι «ανάντη» ενός σοκ τόξου όταν ελήφθησαν οι πρώτες αναγνώσεις, στη συνέχεια «κατάντη» όταν ελήφθησαν οι δεύτερες αναγνώσεις - οι οποίες συμφωνούσαν με τον κομήτη να πλησιάζει και να υποχωρεί από τον Ήλιο. Όπως δήλωσε ο Matt Taylor, επιστήμονας του έργου ESA Rosetta:
«Αυτές οι παρατηρήσεις είναι οι πρώτες από ένα σοκ του τόξου πριν σχηματιστεί πλήρως, και είναι μοναδικές στο να συγκεντρωθούν στην τοποθεσία στον κομήτη και τον ίδιο τον σοκ. Αυτό το εύρημα υπογραμμίζει επίσης τη δύναμη του συνδυασμού μετρήσεων και προσομοιώσεων πολλαπλών οργάνων. Μπορεί να μην είναι δυνατή η επίλυση ενός παζλ χρησιμοποιώντας ένα σύνολο δεδομένων, αλλά όταν συγκεντρώνετε πολλές ενδείξεις, όπως σε αυτή τη μελέτη, η εικόνα μπορεί να γίνει πιο ξεκάθαρη και να προσφέρει πραγματική εικόνα της σύνθετης δυναμικής του Ηλιακού μας Συστήματος - και των αντικειμένων σε αυτό, όπως το 67P. "
Εκτός από την ιστορική ανακάλυψη, η ανίχνευση αυτού του σοκ στο σχηματισμό παρείχε μια μοναδική ευκαιρία για τη συλλογή επιτόπιων μετρήσεων του περιβάλλοντος πλάσματος του Ηλιακού Συστήματος. Αν και Ροζέτα τερμάτισε την αποστολή του επηρεάζοντας στην επιφάνεια του κομήτη πριν από δύο χρόνια, οι επιστήμονες να συνεχίσουν να επωφελούνται από τα δεδομένα που συγκέντρωσε κατά τη διάρκεια της τροχιάς του Κομήτη 67 / P.
