2014 년 유럽 우주국 (ESA) 로제타 우주선은 Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko와 랑데뷰했을 때 역사를 만들었다. 이 임무는 우주선이 혜성을 가로 채서 태양을 도는 궤도를 따라 착륙 한 후 지상에 착륙선을 배치 한 최초의 임무입니다. 다음 2 년 동안, 궤도 인은 태양계의 역사에 관한 것들을 밝히기 위해이 혜성을 연구 할 것입니다.
이때 로제타의 과학 팀은 또한 궤도를 향하여 혜성의 활 충격의 징후, 즉 태양풍과의 상호 작용의 결과로 물체 주위에 형성되는 경계를 찾도록 지시했다. 그들이 생각한 것과는 반대로 최근의 연구에 따르면 Rosetta는 초기 단계에서 혜성 주변에서 활 충격의 징후를 감지 할 수있었습니다. 이것은 역사상 처음으로 태양계에서 활 충격의 형성이 목격되었다는 것을 의미합니다.
언급 한 바와 같이, 활 충격은 경로에서 물체를 가로채는 태양 (일명 태양풍)에서 발생하는 하전 입자 (플라즈마)의 결과입니다. 이 과정은 물체 앞에 곡선의 고정 충격파를 형성합니다. 그것들은 가시화 될 때 활과 비슷하고 그들의 행동이 난류를 통과 할 때 배의 활 주위에서 형성되는 파도와 유사하기 때문에 그렇게 명명되었습니다.
행성과 더 큰 몸 외에도 혜성 주변에서 활 충격이 감지되었습니다. 시간이 지남에 따라 태양의 플라즈마와 물체 사이의 상호 작용은 물체 자체, 활 충격 및 주변 환경에 영향을 줄 수 있습니다. 혜성은 태양계에서 플라즈마를 연구하는 훌륭한 방법이기 때문에 Rosetta 팀은 Comet 67P 주변에서 활 충격을 감지하여 가까이에서 연구하기를 바라고있었습니다.
이를 위해 로제타 혜성 주변의 대규모 경계를 찾기 위해 2014 년에서 2016 년 사이 67P의 중심에서 1500km 이상을 비행했습니다. 당시 미션 팀에게 알려지지 않은 Rosetta는 실제로 혜성이 궤도를 따라 태양에 가장 가까운 지점에 도달하기 전후에 여러 번 활 충격을 직접 겪었습니다.
Umeå University의 Royal Belgian Space Aeronomy Institute의 연구원 인 Herbert Gunell은이 연구의 주요 저자 중 하나 인 ESA 보도 자료에서 다음과 같이 설명했습니다.
“우리는 혜성의 핵에서 멀리 떨어진 곳에서 찾을 것으로 예상되는 영역에서 고전적인 활 충격을 찾았지만 찾지 못했습니다. 따라서 원래 Rosetta가 어떤 종류의 지점도 발견하지 못했다는 결론에 도달했습니다. 충격. 그러나 우주선이 실제로 활 충격을 받았지만 초기 단계에 있었던 것 같습니다. 새로운 데이터 분석에서 우리는 67P의 경우보다 예상보다 혜성의 핵에 약 50 배 더 가까운 지점을 발견했습니다. 또한 우리가 예상하지 못한 방식으로 움직 였기 때문에 처음에 놓쳤습니다.”
첫 번째 탐지는 2015 년 3 월 7 일에 혜성이 태양으로부터 2 개의 천문학적 단위 (AU)를 통해 이루어 졌는데, 즉 지구와 태양 사이의 거리의 두 배입니다. 혜성이 태양에 접근함에 따라 로제타 데이터는 활 쇼크가 형성되기 시작하는 징후를 보여 주었다. 혜성이 태양에서 멀어 질 때 2016 년 2 월 24 일에 동일한 지표가 감지되었습니다.
이것이 형성 초기 단계에서 활 충격 이었다는 명백한 표시는 그 모양이었다. 다른 혜성에서 관찰 된 완전히 발달 된 활 충격과 비교하여, 혜성 67 / P 주변에서 감지 된 경계는 평소보다 비대칭적이고 넓습니다. 지구 물리 연구소와 외계 물리 연구소 연구원 인 Charlotte Goetz는 다음과 같이 설명했다.
“혜성 주위에 활 충격이 발생하는 초기 단계는 Rosetta 이전에 포착 된 적이 없었습니다. 우리가 2015 년 데이터에서 발견 한 유아 충격은 혜성이 태양에 접근하고 더 활발 해짐에 따라 완전히 발전된 활 충격으로 진화 할 것입니다. 그러나 우주선이 너무 가까워지면서 Rosetta 데이터에서이를 보지 못했습니다. 그 때 '성인'충격을 감지하기 위해 67P. 로제타가 다시 그것을 발견했을 때, 2016 년에 혜성이 태양에서 되돌아오고 있었기 때문에 우리가 본 충격은 같은 상태에 있었지만 형성하는 것이 아니라 '변형되지 않은'상태였습니다.”
활 충격의 특성을 결정하기 위해 연구팀은 혜성 67P를 둘러싼 플라즈마 환경을 연구하기 위해 설계된 5 가지 도구 세트 인 Rosetta Plasma Consortium에서 데이터를 탐색했습니다. 이 데이터를 플라즈마 모델과 결합하여 혜성의 태양풍과의 상호 작용을 시뮬레이션 할 수있었습니다.
그들이 발견 한 것은 로제타 주위에 활 충격이 형성됨에 따라 자기장이 더 강해지고 더 난류가되었다는 것입니다. 이것은 활 충격 자체 영역에서 주기적으로 생성되고 가열되는 고 에너지 하전 입자가 특징이었다. 이 전에이 입자들은 더 느리게 움직였으며 태양풍은 일반적으로 더 약했습니다.
이는 Rosetta가 첫 번째 판독 값을 획득했을 때 활 충격의“상류”에 이어 두 번째 판독 값을 획득 할 때“하류”인 결과라고 결론지었습니다. 이는 혜성이 다가오고 태양으로부터 멀어지는 것과 일치했습니다. ESA Rosetta 프로젝트 과학자 인 Matt Taylor는 다음과 같이 지적했습니다.
“이러한 관측은 활 모양이 완전히 형성되기 전의 첫 번째 충격이며, 혜성과 충격 자체에서 현장에서 수집되는 고유 한 특징입니다. 이 결과는 또한 다중 계측기 측정과 시뮬레이션의 결합 강도를 강조합니다. 하나의 데이터 세트를 사용하여 퍼즐을 풀지 못할 수도 있지만,이 연구에서와 같이 여러 단서를 모으면 그림이 더 선명 해지고 태양계의 복잡한 역학과 그 안의 물체에 대한 실제 통찰력을 얻을 수 있습니다. 67P처럼”
역사적으로 발견 된 것 외에도,이 활 충격의 형성은 태양계 플라즈마 환경의 현장 측정을 수집 할 수있는 독특한 기회를 제공했습니다. 그래도 로제타 2 년 전 혜성 표면에 영향을 미침으로써 과학자들은 혜성 67 / P를 공전하는 동안 수집 한 데이터의 이점을 계속 누리게되었습니다.
