Pada 2014, Badan Antariksa Eropa (ESA) Rosetta pesawat ruang angkasa membuat sejarah ketika bertemu dengan Komet 67P / Churyumov-Gerasimenko. Misi ini akan menjadi yang pertama dari jenisnya, di mana sebuah pesawat ruang angkasa mencegat sebuah komet, mengikutinya saat mengorbit Matahari, dan mengerahkan pendarat ke permukaannya. Selama dua tahun ke depan, pengorbit akan mempelajari komet ini dengan harapan mengungkapkan hal-hal tentang sejarah Tata Surya.
Pada saat ini, tim sains Rosetta juga mengarahkan pengorbit untuk mencari tanda-tanda syok busur komet - batas yang terbentuk di sekitar objek sebagai akibat interaksi dengan angin matahari. Bertentangan dengan apa yang mereka pikirkan, sebuah penelitian baru-baru ini mengungkapkan bahwa Rosetta berhasil mendeteksi tanda-tanda syok di sekitar komet pada tahap awal. Ini merupakan pertama kalinya dalam sejarah bahwa pembentukan kejutan busur telah disaksikan di Tata Surya kita.
Seperti dicatat, kejutan busur adalah hasil dari partikel bermuatan (plasma) yang berasal dari Matahari (alias angin matahari) yang mencegat objek di jalurnya. Proses ini mengarah pada pembentukan gelombang kejut stasioner yang melengkung di depan objek. Mereka dinamai demikian karena ketika divisualisasikan, mereka menyerupai busur dan perilaku mereka mirip dengan ombak yang terbentuk di sekitar haluan kapal saat memotong melalui air yang bergolak.
Selain planet dan benda yang lebih besar, guncangan busur telah terdeteksi di sekitar komet. Seiring waktu, interaksi antara plasma Matahari dan suatu objek dapat memiliki efek pada objek itu sendiri, haluan busurnya, dan lingkungan sekitarnya. Karena komet adalah cara terbaik untuk mempelajari plasma di Tata Surya, tim Rosetta berharap untuk mendeteksi kejutan busur di sekitar Comet 67P dan mempelajarinya dari dekat.
Untuk menyelesaikan ini, Rosetta terbang lebih dari 1500 km (932 mil) dari pusat 67P antara 2014 dan 2016 untuk mencari batas skala besar di sekitar komet. Tanpa sepengetahuan tim misi pada saat itu, Rosetta benar-benar terbang langsung melalui kejutan busur beberapa kali, sebelum dan sesudah komet mencapai titik terdekatnya ke Matahari di sepanjang orbitnya.
Seperti yang dikatakan Herbert Gunell - seorang peneliti dari Institut Royal Belgia untuk Aeronomi Luar Angkasa, Universitas Umeå, dan salah satu penulis utama studi ini - menjelaskan dalam siaran pers ESA:
"Kami mencari kejutan busur klasik di area yang kami harapkan untuk menemukan satu, jauh dari inti komet, tetapi tidak menemukan apa pun, jadi kami awalnya menyimpulkan bahwa Rosetta telah gagal menemukan segala jenis syok. Namun, tampaknya pesawat ruang angkasa itu benar-benar menemukan kejutan busur, tetapi masih dalam masa pertumbuhan. Dalam analisis data yang baru, kami akhirnya melihatnya sekitar 50 kali lebih dekat dengan inti komet daripada yang diantisipasi dalam kasus 67P. Itu juga bergerak dengan cara yang tidak kami duga, itulah sebabnya kami awalnya melewatkannya. "
Deteksi pertama terjadi pada 7 Maret 2015, ketika komet itu lebih dari 2 unit astronomi (AU) dari Matahari - yaitu dua kali jarak antara Bumi dan Matahari. Saat komet mendekati Matahari, Rosetta data menunjukkan tanda-tanda syok busur mulai terbentuk. Indikator yang sama terdeteksi pada 24 Februari 2016, ketika komet bergerak menjauh dari Matahari.
Indikasi yang jelas bahwa ini adalah kejutan busur pada tahap awal pembentukan adalah bentuknya. Dibandingkan dengan guncangan busur yang sepenuhnya berkembang yang diamati di sekitar komet lain, batas yang terdeteksi di sekitar Komet 67 / P adalah asimetris dan lebih lebar dari biasanya. Seperti Charlotte Goetz, seorang peneliti dari Institute for Geophysics dan Extraterrestrial Physics yang ikut memimpin penelitian ini, menjelaskan:
“Fase awal pengembangan kejutan busur di sekitar komet belum pernah ditangkap sebelum Rosetta. Kejutan bayi yang kami temukan di data 2015 nantinya akan berevolusi menjadi kejutan busur yang sepenuhnya berkembang ketika komet mendekati Matahari dan menjadi lebih aktif - kami tidak melihat ini dalam data Rosetta, karena pesawat ruang angkasa terlalu dekat ke 67P pada saat itu untuk mendeteksi kejutan 'dewasa'. Ketika Rosetta melihatnya lagi, pada tahun 2016, komet sedang dalam perjalanan kembali dari Matahari, jadi kejutan yang kami lihat berada dalam keadaan yang sama tetapi 'tidak terbentuk' daripada terbentuk. "
Untuk menentukan sifat-sifat syok busur, tim peneliti mengeksplorasi data dari Rosetta Plasma Consortium - serangkaian lima instrumen berbeda yang dirancang untuk mempelajari lingkungan plasma di sekitar Comet 67P. Menggabungkan data ini dengan model plasma, mereka dapat mensimulasikan interaksi komet dengan angin matahari.
Apa yang mereka temukan adalah bahwa ketika kejutan busur terbentuk di sekitar Rosetta, medan magnetnya menjadi lebih kuat dan lebih bergejolak. Ini ditandai dengan partikel bermuatan sangat energik yang diproduksi dan dipanaskan secara berkala di daerah guncangan busur itu sendiri. Sebelum ini, partikel-partikel ini telah bergerak lebih lambat dan angin matahari pada umumnya lebih lemah.
Ini, mereka menyimpulkan, adalah hasil dari Rosetta menjadi "hulu" dari kejutan busur ketika bacaan pertama diperoleh, kemudian "hilir" ketika bacaan kedua diperoleh - yang sesuai dengan komet yang mendekati dan mundur dari Matahari. Seperti yang ditunjukkan Matt Taylor, Ilmuwan Proyek ESA Rosetta:
“Pengamatan ini adalah yang pertama dari kejutan busur sebelum sepenuhnya terbentuk, dan unik karena dikumpulkan di lokasi di komet dan kejutan itu sendiri. Temuan ini juga menyoroti kekuatan menggabungkan pengukuran dan simulasi multi-instrumen. Mungkin tidak mungkin untuk memecahkan teka-teki menggunakan satu dataset, tetapi ketika Anda menyatukan banyak petunjuk, seperti dalam penelitian ini, gambar bisa menjadi lebih jelas dan menawarkan wawasan nyata ke dalam dinamika kompleks Tata Surya kita - dan benda-benda di dalamnya, seperti 67P. "
Selain menjadi penemuan bersejarah, deteksi guncangan busur ini memberikan kesempatan unik untuk mengumpulkan pengukuran in-situ dari lingkungan plasma Tata Surya. Meskipun Rosetta mengakhiri misinya dengan berdampak pada permukaan komet dua tahun lalu, para ilmuwan untuk terus mendapat manfaat dari data yang dikumpulkannya selama waktu itu mengorbit Komet 67 / P.
