في 24 مارس 1993 ، لاحظ علماء الفلك الأمريكيون يوجين وكارولين شوميكر والكندي ديفيد ليفي لأول مرة
بعد عام من الاكتشاف ، في النصف الثاني من يوليو 1994 ، دخلت شظايا المذنب الغلاف الجوي للمشتري.سجل الباحثون 20 شظية مميزة يصل قطرها إلى 2 كم اصطدمت بالكوكب بسرعة 60 كم / ثانية.
لم تكن هذه الملاحظة ذات أهمية علمية فقط:ولفتت انتباه الجمهور إلى خطر اصطدام الكويكبات والمذنبات بالأرض. بعد سنوات قليلة من الاصطدام ، أصدرت هوليوود فيلمين في وقت واحد عن الأجسام الفضائية التي تهدد الأرض - هرمجدون وديب إمباكت. ومنذ أواخر التسعينيات ، بدأت وكالات الفضاء والأبحاث حول العالم في العمل على نظام لتتبع الأجسام الخطرة القريبة من الأرض وتجنب الاصطدامات.
تغيير التتبع من أحد أكبر الاصطدامات بمرور الوقت. الصورة: R. Evans و J. Trauger و H. Hammel و HST Comet Science Team
أول مذنب يدور حول كوكب المشتري
كانت مجموعة Shoemaker و Levy من علماء الفلك من بينالمستكشفون الأوائل للنظام الشمسي الذين بحثوا عمداً عن الكويكبات والمذنبات التي يحتمل أن تكون خطرة على الأرض. استخدموا تلسكوب مرصد بالومار البالغ قطره 0.46 مترًا لمسح السماء بانتظام ، بحثًا عن أجسام جديدة تتجه نحو كوكبنا.
في إحدى الصور الملتقطة بتاريخ 24 مارس 1993اكتشف الباحثون في العام الماضي جسمًا لامعًا يتحرك بالقرب من كوكب المشتري. أظهرت الصور المؤكدة عالية الدقة التي التقطها جيم سكوتي خلال الأيام القليلة التالية باستخدام التلسكوب في مرصد كيت بيك الوطني أن المذنب قد تم تجزئةه إلى العديد من الأجزاء المنفصلة.
أبلغ عالم الفلك عن خمسة تكاثف على الأقلعلى شكل سلسلة طويلة جدًا وضيقة يبلغ طولها حوالي 47 ثانية قوسية وعرضها حوالي 11 ثانية قوسية، مع وجود مسارات غبار ممتدة من كلا الجانبين. قدم هذا أول تلميح إلى أن المذنب D/1993 F2 كان غير عادي. وبالإضافة إلى ذلك، لاحظ الباحثون أنه في صور السماء الليلية كان المذنب على بعد 4 درجات فقط من كوكب المشتري. قد يعني هذا إما تداخل الأجسام، أو أن المذنب كان قريبًا جدًا من العملاق الغازي.
أكدت الدراسات المداريةالفرضية الأولية: على عكس جميع المذنبات المعروفة في ذلك الوقت ، تم بالفعل التقاط D / 1993 F2 بواسطة قوى جاذبية المشتري ولم تدور حول الشمس ، ولكن حول هذا الكوكب العملاق. حسب الباحثون أن المذنب تم التقاطه بواسطة عملاق غازي في أواخر الستينيات أو أوائل السبعينيات ، وفي عام 1992 انقسم إلى عدة قطع عندما اقترب من الكوكب على مسافة أقل من 120 ألف كيلومتر.
سلسلة من صور المذنب Shoemaker-Levy 9. الصورة: ناسا
مراقبة الاصطدام
أظهر تحليل للمدار أن المذنب شوميكر -سوف يصطدم ليفي 9 بالمشتري في يوليو 1994. لم يحسب علماء الفلك مسبقًا تاريخ الاصطدام فحسب ، بل موقعه أيضًا ، لذلك كانت مجموعة متنوعة من التلسكوبات على الأرض وفي المدار والمسبار في الفضاء جاهزة لمراقبة الحدث.
استمرت الاشتباكات لعدة أيام:من 16 إلى 22 يوليو 1994. وقعت جميع الاصطدامات على الجانب الآخر من الكوكب ، والذي لم يكن مرئيًا للمراقبين. لكن الشظايا اصطدمت بعملاق الغاز بالقرب من "المنهي" الصباحي (الخط الفاصل الذي يفصل بين الجوانب المضيئة والمظلمة من الكوكب) ، وبالتالي ، بسبب الدوران ، بعد بضع دقائق ، كانت علامات التأثير مرئية بالفعل من الأرض.
آثار متعددة من الاصطدامات مع شظايا مذنب في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. الصورة: فريق تلسكوب هابل الفضائي وناسا
وقع الاصطدام الأول في 16 يوليو 1994 ،عندما تحطمت نواة المذنب أ في نصف الكرة الجنوبي للمشتري بسرعة 60 كم / ثانية. اكتشفت الأدوات الموجودة على جاليليو ، التي كانت لا تزال تتحرك باتجاه المشتري وكانت على مسافة حوالي 1.6 وحدة فلكية منه ، كرة نارية. وصلت درجة حرارة الذروة إلى حوالي 23700 درجة مئوية ثم بردت بسرعة إلى 1230 درجة مئوية. للمقارنة ، درجة الحرارة العادية للغلاف الجوي العلوي للمشتري هي -143 درجة مئوية. وصل عمود كرة النار إلى ارتفاع يزيد عن 3000 كيلومتر وتم اكتشافه بواسطة تلسكوب هابل الفضائي.
خلال الأيام الستة التالية لم يكن هناكأقل من 20 تصادم. حدث أكبرها في 18 يوليو، عندما دخل الجزء G الغلاف الجوي لكوكب المشتري، وقد أدى هذا الاصطدام إلى خلق بقعة مظلمة عملاقة يبلغ قطرها أكثر من 12000 كيلومتر (أصغر قليلاً من قطر الأرض) ويقدر أنها أطلقت طاقة قدرها 6 ملايين ميجا طن من مادة تي إن تي. . وهذا أكبر بحوالي 600 مرة من الترسانة النووية العالمية بأكملها في ذلك الوقت.
تغيير في آثار اصطدام الشظايا D و G للمذنب في الغلاف الجوي لكوكب المشتري على صور هابل. الصورة: H. Hammel و NASA
الأهمية العلمية للتصادم
على الرغم من أن البقع الداكنة من الاصطدام على كوكب المشتري بهااختفوا بمرور الوقت ، فقد وفروا للعلماء فرصة فريدة لمعرفة المزيد عن تكوين الغلاف الجوي لهذا الكوكب. اخترقت شظايا المذنب التي طارت في الغلاف الجوي الطبقات العليا من السحب وأظهرت للباحثين ما كان مخبأ تحتها.
التحليل الطيفي على أساسأظهرت ملاحظات تلسكوب هابل، لأول مرة، وجود الكبريت ثنائي الذرة وثاني كبريتيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين والأمونيا في الغلاف الجوي للكوكب. وفي الوقت نفسه، تجاوزت كمية الكبريت التي سجلتها الأجهزة تلك التي يمكن أن تصل إلى الكوكب مع المذنب، مما يعني أنها جاءت من أحشاء كوكب المشتري. بالإضافة إلى ذلك، ولأول مرة، سجل الباحثون إشعاعًا من الذرات الثقيلة مثل الحديد والمغنيسيوم والسيليكون. وكان عددها أيضًا أكبر مما يمكن أن تحتويه نواة المذنب.
تجلت عواقب الاصطدام في الداخلبعد عدة سنوات من الحدث نفسه ، سمح لعلماء الفلك بمعرفة المزيد عن خصائص عمالقة الغاز. على سبيل المثال ، التموجات على الحلقة الرئيسية للمشتري والتي اكتشفها جاليليو بعد الاصطدام كانت لا تزال مرئية بعد 17 عامًا ، عندما حلقت المركبة الفضائية نيو هورايزونز في عام 2011.
وأرصاد تلسكوب هيرشل الفضائي فيأظهر عام 2013 (ما يقرب من 20 عامًا بعد الاصطدام) أنه في النصف الجنوبي من كوكب المشتري ، يكون تركيز الماء أعلى ، ويتركز معظمه في الأماكن التي سقطت فيها شظايا المذنب.
توزيع المياه في طبقة الستراتوسفير لكوكب المشتري ، تم قياسه بواسطة مرصد هيرشل الفضائي. خريطة المياه:
وكالة الفضاء الأوروبية / هيرشل / ت. كافالي وآخرون ؛ صورة المشتري: ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية / ريتا بيبي (جامعة ولاية نيو مكسيكو)
اليوم ، يعرف علماء الفلك أن الاصطدام معكوكب المشتري يحدث في كثير من الأحيان. بعد عقود ، تحسنت تقنية التصوير الفوتوغرافي بشكل ملحوظ ، وأصبح الهواة ، الذين لا يقتصر عليهم الوقت الباهظ للتلسكوبات القوية ، يلتقطون بانتظام صورًا ومقاطع فيديو عالية الدقة لكوكب المشتري. تم تسجيل ما لا يقل عن 10 تأثيرات منذ عام 2009 ، لكن لا يزال Comet Shoemaker-Levy 9 فريدًا نظرًا لحجمه. أظهرت عمليات المحاكاة الحاسوبية أن الأجسام التي يبلغ قطرها 0.3 كيلومتر تصطدم بالكوكب مرة واحدة كل 500 عام ، وتلك التي يصل حجمها إلى 1.6 كيلومتر - كل ستة آلاف عام. هذا يتحدث عن الحظ الفادح لعلماء الفلك ، الذين كانوا قادرين على ملاحظة وتوقع اصطدام مثل هذا الجسم الكبير مسبقًا.
قراءة المزيد:
وجدت طريقة لخفض نسبة السكر في الدم بدون حقن الأنسولين
يعتقد العلماء أن شكل الكون ليس ما يعتقده الجميع
أظهرت مروحية ناسا غروب الشمس على سطح المريخ. لا تبدو مثل الأرض.
على الغلاف: صورة مجمعة لشظايا المذنب والمشتري. الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، إتش. ويفر آند أمب؛ إي. سميث (STScI) وجي. تراوجر & آر إيفانز (مختبر الدفع النفاث)