Een nieuwe studie onthult dat, in tegenstelling tot de eerste indrukken, Rosetta ontdekte tekenen van een babyboogschok bij de komeet die ze twee jaar lang verkende - de eerste die ooit ergens in het zonnestelsel werd gevormd.

Van 2014 tot 2016, ESA's Rosetta-ruimtevaartuig bestudeerde komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko en zijn omgeving van heinde en verre. Het vloog meerdere keren rechtstreeks door de 'boegschok', zowel voor als nadat de komeet zijn dichtste punt bij de zon langs zijn baan had bereikt, een unieke kans om in situ metingen van dit intrigerende stukje ruimte te verzamelen.

Kometen bieden wetenschappers een buitengewone manier om het plasma in het zonnestelsel te bestuderen. Plasma is een hete, gasvormige toestand van materie bestaande uit geladen deeltjes, en wordt in het zonnestelsel aangetroffen in de vorm van de zonnewind:een constante stroom deeltjes die vanuit onze ster de ruimte instroomt.

Terwijl de supersonische zonnewind langs objecten op zijn pad stroomt, zoals planeten of kleinere lichamen, het raakt eerst een grens die bekend staat als een boogschok. Zoals de naam al doet vermoeden, dit fenomeen lijkt een beetje op de golf die zich rond de boeg van een schip vormt terwijl het door woelig water snijdt. Er zijn boogschokken gevonden rond kometen, ook - de komeet van Halley is een goed voorbeeld. Plasmafenomenen variëren naarmate het medium interageert met de omgeving, het veranderen van de grootte, vorm, en aard van constructies zoals boegschokken in de loop van de tijd.

Rosetta zocht tijdens haar tweejarige missie naar tekenen van zo'n functie, en waagde zich meer dan 1500 km van het centrum van 67P op zoek naar grootschalige grenzen rond de komeet - maar vond blijkbaar niets.

"We zochten naar een klassieke boegschokbreker in het soort gebied waar we er een zouden verwachten, ver weg van de kern van de komeet, maar vond er geen, dus kwamen we oorspronkelijk tot de conclusie dat Rosetta geen enkele schok had opgemerkt, " zegt Herbert Gunell van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aëronomie, België, en Umeå Universiteit, Zweden, een van de twee wetenschappers die het onderzoek leidden.

"Echter, het lijkt erop dat het ruimtevaartuig inderdaad een boegschok heeft gevonden, maar dat het nog in de kinderschoenen stond. In een nieuwe analyse van de gegevens, we zagen hem uiteindelijk ongeveer 50 keer dichter bij de kern van de komeet dan verwacht in het geval van 67P. Het bewoog ook op manieren die we niet hadden verwacht, daarom hebben we het in eerste instantie gemist."

Op 7 maart 2015 toen de komeet twee keer zo ver van de zon verwijderd was als de aarde en richting onze ster ging, Rosetta-gegevens vertoonden tekenen van een boogschok die zich begon te vormen. Dezelfde indicatoren waren aanwezig op de terugweg uit de zon, op 24 februari 2016. Deze grens bleek asymmetrisch te zijn, en breder dan de volledig ontwikkelde boegschokken die bij andere kometen zijn waargenomen.

"Zo'n vroege fase van de ontwikkeling van een boogschok rond een komeet was nog nooit voor Rosetta vastgelegd, " zegt co-lead Charlotte Goetz van het Institute for Geophysics and Extraterrestrial Physics in Braunschweig, Duitsland.

"De babyschok die we in de gegevens van 2015 zagen, zal later zijn geëvolueerd tot een volledig ontwikkelde boogschok toen de komeet de zon naderde en actiever werd - we zagen dit niet in de Rosetta-gegevens, Hoewel, omdat het ruimtevaartuig op dat moment te dicht bij 67P was om de 'volwassen' schok te detecteren. Toen Rosetta het weer zag, in 2016, de komeet was op de terugweg van de zon, dus de schok die we zagen was in dezelfde staat, maar 'niet-vormend' in plaats van te vormen."

Herbert, Charlotte, en collega's onderzochten gegevens van het Rosetta Plasma Consortium, een reeks instrumenten bestaande uit vijf verschillende sensoren om het plasma rond Comet 67P te bestuderen. Ze combineerden de gegevens met een plasmamodel om de interacties van de komeet met de zonnewind te simuleren en de eigenschappen van de boegschok te bepalen.

De wetenschappers ontdekten dat, toen de vormende boogschok over Rosetta spoelde, het magnetische veld van de komeet werd sterker en turbulenter, waarbij uitbarstingen van zeer energetische geladen deeltjes worden geproduceerd en verwarmd in het gebied van de schok zelf. Vooraf, deeltjes waren langzamer bewogen, en de zonnewind was over het algemeen zwakker geweest - wat aangeeft dat Rosetta 'stroomopwaarts' van een boegschok was geweest.

"Deze waarnemingen zijn de eerste van een boogschok voordat deze zich volledig vormt, en zijn uniek omdat ze op locatie bij de komeet worden verzameld en zelf schokken, " zegt Matt Taylor, ESA Rosetta-projectwetenschapper.

"Deze bevinding benadrukt ook de kracht van het combineren van metingen met meerdere instrumenten en simulaties. Het is misschien niet mogelijk om een ​​puzzel op te lossen met één dataset, maar als je meerdere aanwijzingen samenbrengt, zoals in deze studie, het beeld kan duidelijker worden en echt inzicht bieden in de complexe dynamiek van ons zonnestelsel - en de objecten daarin, zoals 67P."