En 2014, la Agencia Espacial Europea (ESA) Rosetta La nave espacial hizo historia cuando se reunió con el cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko. Esta misión sería la primera de su tipo, donde una nave espacial interceptó un cometa, lo siguió mientras orbitaba el Sol y desplegó un módulo de aterrizaje en su superficie. Durante los próximos dos años, el orbitador estudiaría este cometa con la esperanza de revelar cosas sobre la historia del Sistema Solar.
En este momento, el equipo científico de Rosetta también ordenó al orbitador que buscara señales del choque de proa del cometa, el límite que se forma alrededor de los objetos como resultado de la interacción con el viento solar. Contrariamente a lo que pensaban, un estudio reciente reveló que Rosetta logró detectar signos de un choque de proa alrededor del cometa en sus primeras etapas. Esto constituye la primera vez en la historia que se ha presenciado la formación de un arco de choque en nuestro Sistema Solar.
Como se señaló, los golpes de arco son el resultado de partículas cargadas (plasma) que emanan del Sol (también conocido como viento solar) que interceptan objetos en su camino. Este proceso conduce a la formación de una onda de choque estacionaria curvada frente al objeto. Se llaman así porque cuando se visualizan, se asemejan a una proa y su comportamiento es similar a las olas que se forman alrededor de la proa de un barco a medida que atraviesa el agua turbulenta.
Además de los planetas y cuerpos más grandes, se han detectado choques de proa alrededor de los cometas. Con el tiempo, la interacción entre el plasma del Sol y un objeto puede tener un efecto en el objeto mismo, su arco de choque y el entorno circundante. Dado que los cometas son una excelente forma de estudiar plasma en el Sistema Solar, el equipo de Rosetta esperaba detectar un choque de arco alrededor del Cometa 67P y estudiarlo de cerca.
Para lograr esto, Rosetta voló más de 1500 km (932 millas) del centro de 67P entre 2014 y 2016 en busca de límites a gran escala alrededor del cometa. Sin que el equipo de la misión lo supiera en ese momento, Rosetta en realidad voló directamente a través del arco de descarga varias veces, antes y después de que el cometa alcanzara su punto más cercano al Sol a lo largo de su órbita.
Como Herbert Gunell, investigador del Real Instituto Belga de Aeronáutica Espacial, Universidad de Umeå, y uno de los principales autores del estudio, explicó en un comunicado de prensa de la ESA:
“Buscamos un choque de arco clásico en el tipo de área que esperaríamos encontrar, lejos del núcleo del cometa, pero no encontramos ninguno, así que originalmente llegamos a la conclusión de que Rosetta no había podido detectar ningún tipo de conmoción. Sin embargo, parece que la nave espacial realmente encontró un choque de proa, pero que estaba en su infancia. En un nuevo análisis de los datos, finalmente lo vimos alrededor de 50 veces más cerca del núcleo del cometa de lo previsto en el caso de 67P. También se movió de formas que no esperábamos, por lo que inicialmente nos lo perdimos ".
La primera detección tuvo lugar el 7 de marzo de 2015, cuando el cometa estaba a más de 2 unidades astronómicas (UA) del Sol, es decir, el doble de la distancia entre la Tierra y el Sol. Cuando el cometa se acercó al Sol, Rosetta los datos mostraron signos de un choque de proa que comenzaba a formarse. Los mismos indicadores se detectaron el 24 de febrero de 2016, cuando el cometa se estaba alejando del Sol.
Una clara indicación de que esto fue un choque de arco en las primeras etapas de la formación fue su forma. En comparación con los choques de proa completamente desarrollados observados alrededor de otros cometas, el límite detectado alrededor del cometa 67 / P fue asimétrico y más ancho de lo habitual. Como explicó Charlotte Goetz, investigadora del Instituto de Geofísica y Física Extraterrestre que dirigió el estudio:
“Una fase tan temprana del desarrollo de un choque de proa alrededor de un cometa nunca había sido capturada antes de Rosetta. La conmoción infantil que vimos en los datos de 2015 habrá evolucionado más tarde para convertirse en una conmoción de proa completamente desarrollada a medida que el cometa se acercó al Sol y se volvió más activo; sin embargo, no vimos esto en los datos de Rosetta, ya que la nave espacial estaba demasiado cerca. a 67P en ese momento para detectar el shock 'adulto'. Cuando Rosetta lo vio de nuevo, en 2016, el cometa estaba volviendo a salir del Sol, por lo que el impacto que vimos estaba en el mismo estado pero "deformado" en lugar de formarse ".
Para determinar las propiedades del arco de choque, el equipo de investigación exploró los datos del Rosetta Plasma Consortium, un conjunto de cinco instrumentos diferentes diseñados para estudiar el entorno de plasma que rodea el cometa 67P. Combinando estos datos con un modelo de plasma, pudieron simular las interacciones del cometa con el viento solar.
Lo que encontraron fue que cuando el arco de choque se formó alrededor de Rosetta, su campo magnético se hizo más fuerte y más turbulento. Esto se caracterizó por la producción y calentamiento periódico de partículas altamente energéticas en la región del arco de choque. Antes de esto, estas partículas se habían estado moviendo más lentamente y el viento solar era generalmente más débil.
Esto, concluyeron, fue el resultado de que Rosetta estaba "aguas arriba" de una descarga de arco cuando se obtuvieron las primeras lecturas, y luego "aguas abajo" cuando se obtuvieron las segundas lecturas, lo que concuerda con el cometa acercándose y alejándose del Sol. Como Matt Taylor, un científico del Proyecto Rosetta de la ESA, indicó:
“Estas observaciones son las primeras de un choque de proa antes de que se forme completamente, y son únicas en ser reunidas en el lugar en el cometa y en el choque mismo. Este hallazgo también destaca la fuerza de combinar mediciones y simulaciones de instrumentos múltiples. Puede que no sea posible resolver un rompecabezas usando un conjunto de datos, pero cuando reúne múltiples pistas, como en este estudio, la imagen puede ser más clara y ofrecer una visión real de la dinámica compleja de nuestro Sistema Solar, y los objetos que contiene. como 67P ".
Además de ser un descubrimiento histórico, la detección de este arco de choque en formación proporcionó una oportunidad única para recopilar mediciones in situ del entorno de plasma del Sistema Solar. Aunque Rosetta Terminó su misión impactando en la superficie del cometa hace dos años, los científicos continuarán beneficiándose de los datos que recopilaron durante el tiempo en que orbitaba el cometa 67 / P.
