في عام 2014 ، وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) روزيتا صنعت المركبة الفضائية التاريخ عندما التقت مع المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko. ستكون هذه المهمة هي الأولى من نوعها ، حيث اعترضت مركبة فضائية مذنبًا ، واتبعته أثناء دورانها حول الشمس ، ونشرت مركبة إنزال على سطحها. على مدار العامين المقبلين ، سيدرس المدار هذا المذنب على أمل الكشف عن أشياء حول تاريخ المجموعة الشمسية.
في هذا الوقت ، وجه فريق العلوم في Rosetta أيضًا المدار للبحث عن علامات صدمة القوس المذنب - الحدود التي تتشكل حول الأشياء نتيجة للتفاعل مع الرياح الشمسية. على عكس ما يعتقدونه ، كشفت دراسة حديثة أن روزيتا تمكنت من اكتشاف علامات صدمة القوس حول المذنب في مراحله المبكرة. هذه هي المرة الأولى في التاريخ التي شهد فيها تشكيل صدمة القوس في نظامنا الشمسي.
كما لوحظ ، فإن صدمات القوس هي نتيجة الجزيئات المشحونة (البلازما) المنبعثة من الشمس (المعروفة أيضًا باسم الرياح الشمسية) التي تعترض الأشياء في مسارها. تؤدي هذه العملية إلى تكوين موجة صدمة منحنية وثابتة أمام الجسم. وقد تمت تسميتها بهذا الاسم لأنها عندما تتخيل ، فإنها تشبه القوس ويشبه سلوكها الموجات التي تتشكل حول قوس السفينة أثناء قطعها في المياه المضطربة.
بالإضافة إلى الكواكب والأجسام الأكبر ، تم اكتشاف صدمات القوس حول المذنبات. بمرور الوقت ، يمكن أن يكون للتفاعل بين بلازما الشمس والجسم تأثير على الجسم نفسه ، وصدمة القوس ، والبيئة المحيطة. نظرًا لأن المذنبات طريقة ممتازة لدراسة البلازما في النظام الشمسي ، كان فريق Rosetta يأمل في اكتشاف صدمة القوس حول المذنب 67P ودراستها عن قرب.
لتحقيق هذا، روزيتا طارت أكثر من 1500 كيلومتر (932 ميل) بعيدًا عن مركز 67P بين عامي 2014 و 2016 بحثًا عن حدود واسعة النطاق حول المذنب. دون علم فريق المهمة في ذلك الوقت ، طارت روزيتا في الواقع مباشرة من خلال صدمة القوس عدة مرات ، قبل وبعد وصول المذنب إلى أقرب نقطة إلى الشمس على طول مداره.
كما أوضح هربرت جونيل - باحث من المعهد الملكي البلجيكي لعلوم الفضاء بجامعة أوميو وأحد المؤلفين الرئيسيين في الدراسة - في بيان صحفي لوكالة الفضاء الأوروبية:
"بحثنا عن صدمة القوس الكلاسيكية في نوع المنطقة التي نتوقع أن نجد واحدة منها ، بعيدًا عن نواة المذنب ، لكننا لم نجد أي منها ، لذلك توصلنا في الأصل إلى استنتاج مفاده أن روزيتا فشلت في اكتشاف أي نوع من صدمة. ومع ذلك ، يبدو أن المركبة الفضائية وجدت بالفعل صدمة القوس ، لكنها كانت في مهدها. في تحليل جديد للبيانات ، اكتشفنا في النهاية حوالي 50 مرة أقرب إلى نواة المذنب مما كان متوقعًا في حالة 67P. لقد تحركت أيضًا بطرق لم نكن نتوقعها ، ولهذا فقدناها في البداية ".
تم الكشف الأول في 7 مارس 2015 ، عندما كان المذنب أكثر من وحدتين فلكيتين من الشمس - أي ضعف المسافة بين الأرض والشمس. مع اقتراب المذنب من الشمس ، روزيتا أظهرت البيانات علامات صدمة القوس التي بدأت تتشكل. تم الكشف عن نفس المؤشرات في 24 فبراير 2016 ، عندما كان المذنب يتحرك بعيدًا عن الشمس.
كان من الواضح أن هذا كان صدمة القوس في المراحل المبكرة من التكوين شكله. مقارنة بصدمات القوس المطورة بالكامل التي تمت ملاحظتها حول مذنبات أخرى ، كانت الحدود المكتشفة حول المذنب 67 / ف غير متساوية وأوسع من المعتاد. كما أوضحت شارلوت جويتز ، باحثة من معهد الجيوفيزياء والفيزياء خارج الأرض التي شاركت في قيادة الدراسة:
"لم يتم التقاط مثل هذه المرحلة المبكرة من تطور صدمة القوس حول مذنب قبل روزيتا. صدمة الرضع التي رصدناها في بيانات 2015 ستكون قد تطورت لاحقًا لتصبح صدمة القوس المطورة بالكامل مع اقتراب المذنب من الشمس وأصبح أكثر نشاطًا - لم نر ذلك في بيانات Rosetta ، على الرغم من أن المركبة الفضائية كانت قريبة جدًا إلى 67P في ذلك الوقت للكشف عن صدمة "الكبار". عندما رصدتها روزيتا مرة أخرى ، في عام 2016 ، كان المذنب في طريقه للعودة من الشمس ، لذلك كانت الصدمة التي رأيناها في نفس الحالة لكنها "غير مشوهة" بدلاً من التشكل ".
لتحديد خصائص صدمة القوس ، اكتشف فريق البحث بيانات من اتحاد Rosetta Plasma - وهو عبارة عن مجموعة من خمسة أدوات مختلفة مصممة لدراسة بيئة البلازما المحيطة بمذنب 67P. بدمج هذه البيانات مع نموذج البلازما ، تمكنوا من محاكاة تفاعلات المذنب مع الرياح الشمسية.
ما وجدوه هو أنه عندما تشكلت صدمة القوس حول رشيد ، أصبح مجالها المغناطيسي أقوى وأكثر اضطرابًا. تميز هذا بجسيمات مشحونة عالية الطاقة يتم إنتاجها بشكل دوري وتسخينها في منطقة صدمة القوس نفسها. قبل ذلك ، كانت هذه الجسيمات تتحرك ببطء أكثر وكانت الرياح الشمسية أضعف بشكل عام.
وخلصوا إلى أن ذلك كان نتيجة لصدمة "روزيتا" لصدمة القوس عندما تم الحصول على القراءات الأولى ، ثم "المصب" عندما تم الحصول على القراءات الثانية - والتي تم الاتفاق عليها مع اقتراب المذنب وانحساره من الشمس. كما أشار مات تايلور ، عالم مشروع ESA Rosetta ، إلى:
"هذه الملاحظات هي الأولى من صدمة القوس قبل أن تتشكل بالكامل ، وهي فريدة من نوعها في تجميعها في الموقع عند المذنب والصدمة نفسها. تبرز هذه النتيجة أيضًا قوة الجمع بين القياسات والمحاكاة متعددة الأجهزة. قد لا يكون من الممكن حل لغز باستخدام مجموعة بيانات واحدة ، ولكن عندما تجمع بين أدلة متعددة ، كما هو الحال في هذه الدراسة ، يمكن أن تصبح الصورة أكثر وضوحًا وتقدم رؤية حقيقية للديناميات المعقدة لنظامنا الشمسي - والأشياء الموجودة فيه ، مثل 67P ".
بالإضافة إلى كونه اكتشافًا تاريخيًا ، فإن اكتشاف صدمة القوس هذه في التكوين يوفر فرصة فريدة لجمع القياسات في الموقع لبيئة البلازما في النظام الشمسي. على الرغم من روزيتا أنهت مهمتها بالتأثير على سطح المذنب قبل عامين ، واستمر العلماء في الاستفادة من البيانات التي جمعتها خلال الوقت الذي تدور فيه حول المذنب 67 / ف.
