V roce 2014 Evropská kosmická agentura (ESA) Rosetta kosmická loď vytvořila historii, když se setkala s Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko. Tato mise by byla první svého druhu, kde kosmická loď zachytila kometu, sledovala ji, jak obíhá kolem Slunce, a na její povrch nasadila přistávací plochu. Pro příští dva roky by orbita studovala tuto kometu v naději, že odhalí věci o historii Sluneční soustavy.
V této době také Rosetův vědecký tým nařídil orbitru, aby hledal příznaky úderu komety - hranici, která se vytváří kolem objektů v důsledku interakce se slunečním větrem. Na rozdíl od toho, co si mysleli, nedávná studie odhalila, že Rosetta dokázala odhalit příznaky šoku kolem komety v jejích raných stádiích. Toto je poprvé v historii, kdy v naší Sluneční soustavě došlo ke vzniku luku.
Jak bylo uvedeno, šokové luk je výsledkem nabití částic (plazmy) vyzařujících ze Slunce zachycujících objektů v jeho cestě. Tento proces vede ke vzniku zakřivené, stacionární rázové vlny před objektem. Jsou tak pojmenováni, protože když se vizualizují, připomínají luk a jejich chování je podobné vlnám, které se vytvářejí kolem přídě lodi, když prochází turbulentní vodou.
Kromě planet a větších těl byly kolem komet objeveny i šoky. Interakce plazmy Slunce s objektem může mít v průběhu času vliv na samotný objekt, jeho úklony a okolní prostředí. Protože komety jsou vynikajícím způsobem, jak studovat plazmu ve Sluneční soustavě, tým Rosetta doufal, že detekuje úklony kolem komety 67P a studuje to zblízka.
Aby toho bylo dosaženo, Rosetta mezi lety 2014 a 2016 odletěl přes 1 500 km (932 mil) od centra 67P a hledal rozsáhlé hranice kolem komety. Rosetta nevěděla tehdejšímu mise, Roseta vlastně několikrát letěla přímo přes příďový šok, předtím a poté, co kometa dosáhla svého nejbližšího bodu ke Slunci podél své oběžné dráhy.
Jak uvedl Herbert Gunell - výzkumník z Královského belgického institutu pro kosmickou astronomii, Umeå University a jeden z hlavních autorů studie - v tiskové zprávě ESA:
"Hledali jsme klasický luk v oblasti, kterou bychom očekávali, že ji najdeme, daleko od jádra komety, ale nenašli jsme žádnou, takže jsme původně dospěli k závěru, že Rosetta nezjistila žádný druh šokovat. Zdá se však, že kosmická loď skutečně našla úklonu, ale byla v plenkách. V nové analýze dat jsme je nakonec spatřili asi 50krát blíže k jádru komety, než se očekávalo v případě 67P. Také se pohybovalo způsobem, který jsme neočekávali, a proto jsme ho zpočátku postrádali. “
První detekce se uskutečnila 7. března 2015, kdy byla kometa přes 2 astronomické jednotky (AU) od Slunce - tj. Dvojnásobná vzdálenost mezi Zemí a Sluncem. Když se kometa přiblížila ke Slunci, Rosetta data ukázala známky lukového šoku, který se začal formovat. Stejné indikátory byly detekovány 24. února 2016, kdy se kometa pohybovala od Slunce.
Jasným náznakem toho, že šlo o úder luku v raných stádiích formace, byl jeho tvar. Ve srovnání s plně vyvinutými údery lukem pozorovanými kolem jiných komet byla hranice detekovaná kolem komety 67 / P asymetrická a širší než obvykle. Jako Charlotte Goetzová, výzkumná pracovnice Ústavu pro geofyziku a mimozemskou fyziku, která vedla studii, vysvětlila:
"Taková raná fáze vývoje luku kolem komety nebyla před Rosetou nikdy zajata." Kojenecký šok, který jsme zaznamenali v datech za rok 2015, se později vyvinul tak, aby se stal plně vyvinutým lukovým šokem, když se kometa přiblížila ke Slunci a stala se aktivnější - to jsme však v datech Rosetta neviděli, protože kosmická loď byla příliš blízko na 67P v té době k detekci „dospělého“ šoku. Když ji Rosetta znovu spatřila, v roce 2016 byla kometa na cestě zpět ze Slunce, takže šok, který jsme viděli, byl ve stejném stavu, ale „netvořil“, spíše než se formoval. “
Abychom určili vlastnosti luku, výzkumný tým prozkoumal data z konsorcia Rosetta Plasma Consortium - sady pěti různých nástrojů určených ke studiu plazmatického prostředí obklopujícího Comet 67P. Kombinováním těchto dat s plazmatickým modelem dokázali simulovat interakce komety se slunečním větrem.
Zjistili, že když se kolem Rosetty vytvořil luk, její magnetické pole zesílilo a turbulentně. Toto bylo charakterizováno vysoce energetickými nabitými částicemi, které se periodicky vytvářejí a zahřívají v oblasti samotného lukového úderu. Před tím se tyto částice pohybovaly pomaleji a sluneční vítr byl obecně slabší.
Došli k závěru, že je výsledkem toho, že Rosetta byla „proti proudu“ před šokem, když byla získána první hodnota, a poté „po proudu“, když byla získána druhá hodnota - což odpovídalo tomu, že se kometa přibližovala a ustupovala od Slunce. Jak Matt Taylor, vědecký pracovník ESA Rosetta Project, uvedl:
"Tato pozorování jsou prvním úderem před úderem, než se plně vytvoří, a jsou jedinečná tím, že se shromažďují na místě u komety a samotného šoku." Toto zjištění také zdůrazňuje sílu kombinace měření a simulací s více přístroji. Možná nebude možné vyřešit hádanku pomocí jednoho souboru dat, ale když spojíte několik vodítek, jako v této studii, obraz se může stát jasnějším a nabídnout skutečný pohled na komplexní dynamiku naší sluneční soustavy - a na objekty v ní, jako 67P. “
Kromě toho, že se jedná o historický objev, detekce tohoto lukového šoku ve formaci poskytla jedinečnou příležitost shromáždit in-situ měření plazmového prostředí sluneční soustavy. Přestože Rosetta ukončili svou misi dopadem na povrch komety před dvěma lety, vědci budou i nadále těžit z dat, která shromáždili během doby, po kterou obíhala Comet 67 / P.
