Vuonna 2014 Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Rosetta avaruusalukset tekivät historian, kun ne muutettiin Comet 67P / Churyumov-Gerasimenkon kanssa. Tämä tehtävä olisi ensimmäinen laatuaan, jossa avaruusalusta sieppasi komeetta, seurasi sitä kiertäessään aurinkoa ja sijoitti laskeutumislaitteen sen pinnalle. Kahden seuraavan vuoden aikana kiertäjä tutkisi tätä komeetta toivoen paljastavan aurinkokunnan historiaa koskevia asioita.
Tänä aikana Rosettan tiederyhmä myös ohjasi kiertäjää etsimään merkkejä komeetan keulaiskusta - rajasta, joka muodostuu esineiden ympärille auringon tuulen aiheuttaman vuorovaikutuksen seurauksena. Päinvastoin kuin he ajattelivat, äskettäinen tutkimus on paljastanut, että Rosetta onnistui havaitsemaan komeetan ympärillä olevan keulaiskun merkit sen varhaisissa vaiheissa. Tämä on ensimmäinen kerta historiassa, kun keulaiskun muodostumista on havaittu aurinkokunnassamme.
Kuten todettiin, keulaiskut ovat seurausta varautuneista hiukkasista (plasma), jotka ovat peräisin auringosta (alias. Aurinkotuuli) sieppaamalla esineitä sen polulla. Tämä prosessi johtaa kaarevan, paikallaan olevan iskuaallon muodostumiseen esineen eteen. Ne on nimetty niin, että kun ne visualisoidaan, ne muistuttavat keulaa ja heidän käyttäytymisensä on samanlainen kuin aallot, jotka muodostuvat laivan keulan ympäriltä, kun se leikkaa turbulenttisen veden läpi.
Planeetojen ja suurempien kappaleiden lisäksi komeetojen ympärillä on havaittu keulaiskuja. Ajan myötä Auringon plasman ja esineen vuorovaikutuksella voi olla vaikutus itse esineeseen, sen keulaiskuun ja ympäröivään ympäristöön. Koska komeetat ovat erinomainen tapa tutkia plasmaa aurinkokunnassa, Rosetta-joukkue toivoi havaitsevan keulaiskun Comet 67P: n ympärillä ja tutkimaan sitä läheltä.
Tämän saavuttamiseksi Rosetta lensi yli 1500 km (932 mi) päässä 67P: n keskustasta vuosina 2014 - 2016 etsimällä komeetta ympäröiviä suuria rajoja. Tuolloin operaatioryhmän tuntematta, Rosetta lensi tosiasiassa suoraan keulaiskun läpi useita kertoja, ennen ja jälkeen komeetta saavutti lähimmän pisteensä aurinkoon kiertoradallaan.
Kuten Herbert Gunell - Uumajan yliopiston Belgian kuninkaallisen avaruusoptimoinnin instituutin tutkija ja yksi tutkimuksen johtavista kirjoittajista - selitti ESA: n lehdistötiedotteessa:
”Etsimme klassista keula-iskua sellaiselta alueelta, jonka odotimme löytävän, kaukana komeetan ytimestä, mutta emme löytäneet yhtään, joten päädyimme alun perin siihen johtopäätökseen, että Rosetta ei ollut löytänyt minkäänlaista shokki. Näyttää kuitenkin siltä, että avaruusalus todella löysi keulaiskun, mutta että se oli vasta alkuvaiheessaan. Tietojen uudessa analyysissä havaitsimme lopulta ne noin 50 kertaa lähempänä komeetan ydintä kuin odotettiin 67P: n tapauksessa. Se liikkui myös tavoilla, joita emme odottaneet, minkä vuoksi olemme aluksi unohtaneet sen. "
Ensimmäinen havaitseminen tapahtui 7. maaliskuuta 2015, kun komeetta oli yli 2 tähtitieteellistä yksikköä (AU) auringosta - ts. Kaksinkertainen etäisyys maan ja auringon välillä. Kun komeetta lähestyi aurinkoa, Rosetta tiedot osoittivat merkkejä keulaiskusta. Samat indikaattorit havaittiin 24. helmikuuta 2016, kun komeetta oli siirtymässä auringosta.
Selkeä osoitus siitä, että tämä oli jousi-isku muodostumisen varhaisessa vaiheessa, oli sen muoto. Verrattuna muihin komeetoihin havaittuihin täysin kehitettyihin keulaiskuihin, komeetan 67 / P ympärillä havaittu raja oli epäsymmetrinen ja tavallista leveämpi. Kuten Charofte Goetz, geofysiikan ja maapallon ulkopuolisen fysiikan instituutin tutkija, joka oli tutkimuksen johtaja, selitti:
”Komeetan ympärillä olevan keulaiskun kehittymisen varhaista vaihetta ei ollut koskaan vangittu ennen Rosettaa. Vuotta 2015 koskevissa tiedoissa havaittu lasten sokki on myöhemmin kehittynyt täysin kehittyneeksi keulaiskuksi, kun komeetta lähestyi aurinkoa ja aktivoitui - emme kuitenkaan nähneet sitä Rosetta-tiedoissa, koska avaruusalus oli liian lähellä 67P: iin tuolloin 'aikuisen' sokin havaitsemiseksi. Kun Rosetta huomasi sen uudelleen, vuonna 2016 komeetta oli matkalla takaisin aurinkoon, joten näkemämme shokki oli samassa tilassa, mutta "epämuodostunut" sen sijaan, että muodostuisi. "
Keulaiskun ominaisuuksien selvittämiseksi tutkimusryhmä tutki tietoja Rosetta Plasma Consortiumilta - viiden eri instrumentin sarja, joka on suunniteltu tutkimaan Comet 67P: n ympäröivää plasmaympäristöä. Yhdistämällä nämä tiedot plasmamalliin, he pystyivät simuloimaan komeetan vuorovaikutusta auringon tuulen kanssa.
He havaitsivat, että kun keula-isku muodostui Rosettan ympärille, sen magneettikenttä vahvistui ja turbulentti. Tälle oli tunnusomaista, että erittäin energisiä varautuneita hiukkasia tuotettiin ja kuumennettiin ajoittain itse keula-iskun alueella. Ennen tätä hiukkaset olivat liikkuneet hitaammin ja aurinkotuuli oli yleensä heikompi.
He päättelivät, että Rosetta oli ”ylävirtaan” keula-iskusta, kun ensimmäiset lukemat saatiin, ja sitten ”alavirtaan”, kun toiset lukemat saatiin - mikä vastasi komeetan lähestyessä ja poistumassa auringosta. Kuten ESA Rosetta -projektitutkija Matt Taylor totesi:
”Nämä havainnot ovat ensimmäisiä jousushokkeista, ennen kuin ne kokonaan muodostuvat, ja ovat ainutlaatuisia kerättyään paikalle komeetta kohti ja iskevät itse. Tämä havainto korostaa myös monen instrumentin mittausten ja simulaatioiden yhdistämisen vahvuutta. Palapeliä ei ehkä ole mahdollista ratkaista yhdellä tietojoukolla, mutta kun yhdistät useita vihjeitä, kuten tässä tutkimuksessa, kuva voi tulla selkeämmäksi ja tarjota todellisen kuvan aurinkokunnan järjestelmämme ja sen esineiden monimutkaisesta dynamiikasta, kuten 67P. ”
Sen lisäksi, että se oli historiallinen löytö, tämän keulaiskun havaitseminen muodostumisessa antoi ainutlaatuisen tilaisuuden koota aurinkokunnan plasmaympäristön in situ-mittaukset. Vaikkakin Rosetta lopetti operaationsa vaikuttamalla komeetan pintaan kaksi vuotta sitten, tutkijoiden hyödyntävän edelleen tietoja, jotka se keräsi komeetan 67 / P kiertämisen aikana.
