2014 yılında, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Rosetta uzay aracı Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko ile yeniden buluştuğunda tarih yazdı. Bu görev, bir uzay aracının bir kuyrukluyıldızı ele geçirdiği, Güneş'in yörüngesinde izlediği ve yüzeye bir iniş yaptığı yerde türünün ilk örneği olacaktı. Önümüzdeki iki yıl boyunca, yörünge bu kuyruklu yıldızı Güneş Sistemi'nin tarihi hakkında bir şeyler ortaya çıkarmak umuduyla inceleyecekti.
Bu süre zarfında Rosetta’nın bilim ekibi, yörüngeyi, kuyruklu yıldızın yay şokunun işaretlerini aramaya yöneltti - güneş rüzgarı ile etkileşimin bir sonucu olarak nesnelerin etrafında oluşan sınır. Düşündüklerinin aksine, yakın tarihli bir çalışma, Rosetta'nın ilk aşamalarında kuyruklu yıldızın etrafında bir yay şoku belirtileri saptadığını ortaya koydu. Bu, Güneş Sistemimizde ilk kez bir yay şoku oluşumuna tanıklık eder.
Belirtildiği gibi, yay şokları Güneş'ten (güneş rüzgarı) kaynaklanan yüklü parçacıkların (plazma) yolundaki nesnelere müdahale etmesinin sonucudur. Bu işlem, nesnenin önünde eğri, sabit bir şok dalgasının oluşmasına yol açar. Bu şekilde adlandırılırlar, çünkü görselleştirildiklerinde bir yaya benziyorlar ve davranışları, çalkantılı sudan geçerken bir geminin yayının etrafında oluşan dalgalara benzer.
Gezegenlere ve daha büyük bedenlere ek olarak, kuyruklu yıldızların çevresinde yay şokları tespit edildi. Zamanla, Güneş'in plazması ve bir nesne arasındaki etkileşimin nesnenin kendisi, yay şoku ve çevre üzerinde etkisi olabilir. Kuyruklu yıldızlar Güneş Sistemi'nde plazmayı incelemek için mükemmel bir yol olduğundan Rosetta ekibi, 67P Kuyruklu Yıldızı etrafında bir yay şoku tespit etmeyi ve yakından incelemeyi umuyordu.
Bunu gerçekleştirmek için, Rosetta kuyruklu yıldızın etrafındaki büyük ölçekli sınırları bulmak için 2014-2016 yılları arasında 67P'nin merkezinden 1500 km'den (932 mi) uzağa uçtu. O zamanlar görev ekibinden habersiz olan Rosetta, kuyruklu yıldızın yörüngesi boyunca Güneş'e en yakın noktasına ulaşmasından önce ve sonra birkaç kez doğrudan yay şokundan uçtu.
Umeå Üniversitesi Kraliyet Belçika Uzay Aeronomi Enstitüsü'nden araştırmacı ve çalışmadaki baş yazarlardan biri olan Herbert Gunell, bir ESA basın bülteninde açıkladı:
“Kuyruklu yıldızın çekirdeğinden uzakta bir tane bulmayı umduğumuz alanda klasik bir yay şoku aradık, ama hiç bulamadık, bu yüzden aslında Rosetta'nın her türlü şok. Ancak, uzay aracının aslında bir yay şoku bulduğu, ancak bebeklik döneminde olduğu görülüyor. Verilerin yeni bir analizinde, nihayetinde, kuyruklu yıldızın çekirdeğine 67P durumunda beklenenden yaklaşık 50 kat daha yakın tespit ettik. Ayrıca beklemediğimiz şekilde hareket etti, bu yüzden başlangıçta kaçırdık. ”
İlk tespit, kuyruklu yıldızın Güneş'ten 2 astronomik ünitenin (AU) üzerinde olduğu, yani Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin iki katı olduğu 7 Mart 2015'te gerçekleşti. Kuyruklu yıldız Güneş'e yaklaşırken, Rosetta veriler oluşmaya başlayan bir yay şoku belirtileri göstermiştir. Aynı göstergeler, kuyruklu yıldızın Güneş'ten uzaklaştığı 24 Şubat 2016'da tespit edildi.
Bunun oluşumun ilk aşamalarında bir yay şoku olduğunun açık bir göstergesi şekliydi. Diğer kuyruklu yıldızların çevresinde gözlenen tam gelişmiş yay şoklarıyla karşılaştırıldığında, Comet 67 / P çevresinde tespit edilen sınır normalden daha asimetrik ve daha geniştir. Çalışmaya önderlik eden Jeofizik ve Dünyadışı Fizik Enstitüsü'nden araştırmacı Charlotte Goetz'in açıkladığı gibi:
“Kuyruklu yıldızın etrafında bir yay şoku gelişiminin bu kadar erken bir aşaması, Rosetta'dan önce hiç yakalanmamıştı. 2015 verilerinde tespit ettiğimiz bebek şoku, daha sonra kuyruklu yıldız Güneş'e yaklaştıkça ve daha aktif hale geldikçe tamamen gelişmiş bir yay şoku haline gelecektir - uzay aracı çok yakın olduğu için bunu Rosetta verilerinde görmedik 'yetişkin' şokunu tespit etmek için 67P'ye kadar. Rosetta tekrar fark ettiğinde, 2016'da kuyruklu yıldız Güneş'ten geri dönüyordu, bu yüzden gördüğümüz şok aynı durumdaydı, ancak şekillendirmekten ziyade “biçimsiz” idi. ”
Yay şokunun özelliklerini belirlemek için araştırma ekibi, Comet 67P'yi çevreleyen plazma ortamını incelemek için tasarlanmış beş farklı enstrümanın bir paketi olan Rosetta Plazma Konsorsiyumu'ndan verileri araştırdı. Bu verileri bir plazma modeliyle birleştirerek kuyruklu yıldızın güneş rüzgarı ile etkileşimlerini simüle edebildiler.
Buldukları şey, Rosetta'nın etrafında yay şoku oluştuğunda, manyetik alanının daha güçlü ve çalkantılı hale gelmesiydi. Bu, yay şoku bölgesinde periyodik olarak üretilen ve ısıtılan yüksek enerjili yüklü parçacıklarla karakterize edildi. Bundan önce, bu parçacıklar daha yavaş hareket ediyordu ve güneş rüzgarı genellikle daha zayıftı.
Bu, ilk okumalar elde edildiğinde Rosetta'nın bir yay şokunun “yukarı akışına”, ardından ikinci okumalar alındığında “aşağı doğru” ve Güneş'e yaklaşan ve uzaklaşan kuyruklu yıldıza göre sonuçlandığı sonucuna varmışlardır. ESA Rosetta Projesi Bilim Adamı Matt Taylor'ın belirttiği gibi:
“Bu gözlemler, tamamen oluşmadan önce bir yay şokunun ilkidir ve kuyrukluyıldızda ve şokun kendisinde yerinde toplanma konusunda benzersizdir. Bu bulgu aynı zamanda çok cihazlı ölçümleri ve simülasyonları birleştirmenin gücünü vurgular. Bir bulmacayı tek bir veri kümesi kullanarak çözmek mümkün olmayabilir, ancak bu çalışmada olduğu gibi birden fazla ipucu bir araya getirdiğinizde, resim daha net hale gelebilir ve Güneş Sistemimizin karmaşık dinamikleri ve içindeki nesneler hakkında gerçek bir fikir sunabilir, 67P gibi. ”
Tarihi bir keşif olmasının yanı sıra, oluşumdaki bu yay şokunun tespiti, Güneş Sistemi'nin plazma ortamının yerinde ölçümlerini toplamak için eşsiz bir fırsat sağladı. Buna rağmen Rosetta görevini iki yıl önce kuyruklu yıldızın yüzeyini etkileyerek sona erdirdi, bilim adamları Comet 67 / P yörüngesinde topladığı verilerden yararlanmaya devam ettiler.
