През 2014 г. Европейската космическа агенция (ESA) Rosetta космически кораб направи история, когато се връща с Комета 67P / Чурюмов-Герасименко. Тази мисия ще бъде първата по рода си, при която космически кораб прихвана комета, последва я, докато обикаля около Слънцето и разположи кацач на повърхността му. През следващите две години орбитърът ще изучава тази комета с надеждата да разкрие неща за историята на Слънчевата система.
По това време научният екип на Розета също насочи орбитата да търси признаци на ударния удар на кометата - границата, която се образува около обекти в резултат на взаимодействие със слънчевия вятър. Противно на това, което те мислеха, скорошно проучване разкри, че Розета е успяла да открие признаци на шоков лък около кометата в ранните си етапи. Това е първият път в историята, че образуването на удар от лък е било наблюдавано в нашата Слънчева система.
Както беше отбелязано, ударите на лъка са резултат от заредени частици (плазма), излъчвани от Слънцето (известен още като слънчев вятър), прехващащо обекти по пътя си. Този процес води до образуването на извита неподвижна ударна вълна пред обекта. Те са наречени така, защото когато се визуализират, те приличат на лък и поведението им е подобно на вълни, които се образуват около носа на кораб, докато се прорязва през бурна вода.
В допълнение към планетите и по-големите тела са установени ударни лъкове около комети. С течение на времето взаимодействието между плазмата на Слънцето и обект може да окаже влияние върху самия обект, неговия удар с лъка и заобикалящата го среда. Тъй като кометите са отличен начин за изследване на плазмата в Слънчевата система, екипът на Rosetta се надяваше да открие шок на лъка около Комета 67P и да го проучи отблизо.
За да постигнете това, Rosetta прелетя над 1500 км (932 мили) от центъра на 67P между 2014 и 2016 в търсене на мащабни граници около кометата. Неизвестна по онова време от екипа на мисията, Розета всъщност е прелетяла директно през удара с лъка, преди и след като кометата достигна най-близката точка до Слънцето по своята орбита.
Както Хърбърт Гунел - изследовател от Кралския белгийски институт за космическа аерономия, Уме Университет и един от водещите автори на изследването - обясни в съобщение на ESA:
„Потърсихме класически удар с лък в района, в който бихме очаквали да открием такъв, далеч от ядрото на кометата, но не намерихме такъв, така че първоначално стигнахме до извода, че Розета не е успяла да забележи какъвто и да е вид шок. Изглежда обаче, че космическият кораб всъщност е открил удар с лък, но че е в начален стадий. В нов анализ на данните в крайна сметка го забелязахме около 50 пъти по-близо до ядрото на кометата, отколкото се очакваше в случай на 67P. Той също се движеше по начини, които не очаквахме, поради което първоначално го пропуснахме. “
Първото откриване се извършва на 7 март 2015 г., когато кометата е била над 2 астрономически единици (АС) от Слънцето - т.е. два пъти разстоянието между Земята и Слънцето. Когато кометата се приближи до Слънцето, Rosetta данните показват признаци на лъков шок, който започва да се формира. Същите показатели бяха открити на 24 февруари 2016 г., когато кометата се отдалечаваше от Слънцето.
Ясна индикация, че това е удар от лък в ранните етапи на формирането, е неговата форма. В сравнение с напълно развитите шокови лъкове, наблюдавани около други комети, границата, открита около Комета 67 / P, е асиметрична и по-широка от обичайната. Както Шарлот Гьотц, изследовател от Института по геофизика и извънземна физика, който ръководи изследването, обясни:
„Такава ранна фаза от развитието на удар от лък около комета никога не е била заснета преди Розета. Детският шок, който забелязахме в данните за 2015 г., по-късно ще се превърне в напълно развит шок на лъка, когато кометата се приближи до Слънцето и стана по-активна - това обаче не видяхме в данните на Rosetta, тъй като космическият кораб беше твърде близо до 67P по това време, за да се открие „шокът за възрастни“. Когато Розета го забеляза отново, през 2016 г. кометата беше на връщане назад от Слънцето, така че шокът, който видяхме, беше в същото състояние, но „неформиращ се“, а не формиращ. “
За да определи свойствата на лъка шок, изследователският екип проучи данни от плазмен консорциум Rosetta - набор от пет различни инструменти, предназначени за изследване на плазмената среда около Comet 67P. Комбинирайки тези данни с плазмен модел, те успяха да симулират взаимодействието на кометата със слънчевия вятър.
Това, което откриха, беше, че когато ударът от лъка се образуваше около Розета, магнитното му поле става все по-силно и по-бурно. Това се характеризира с високоенергийни заредени частици, които периодично се произвеждат и нагряват в областта на самия удар от лъка. Преди това тези частици се движеха по-бавно и слънчевият вятър като цяло беше по-слаб.
Това, те заключиха, е резултат от това, че Rosetta е „нагоре“ от ударно шок, когато са получени първите показания, а след това „надолу по течението“, когато са получени вторите показания - което съответства на приближаването и отстъпването на кометата от Слънцето. Както Мат Тейлър, учен от проекта на ESA Rosetta, посочи:
„Тези наблюдения са първи от лъков шок, преди да се формира напълно и са уникални по това, че са събрани на място в кометата и самия шок. Тази констатация подчертава и силата на комбинирането на многоинструментални измервания и симулации. Може да не е възможно да разрешите пъзел с помощта на един набор от данни, но когато съберете множество улики, както в това проучване, картината може да стане по-ясна и да предложи реален поглед върху сложната динамика на нашата Слънчева система - и обектите в нея, като 67P. "
Освен че е историческо откритие, откриването на този лъков удар във формацията предостави уникална възможност за събиране на място на измерванията на плазмената среда на Слънчевата система. Въпреки че Rosetta приключи мисията си, въздействайки върху повърхността на кометата преди две години, учените да продължат да се възползват от данните, събрани по времето, когато обикаля около Комета 67 / П.
