Den 24. marts 1993 observerede amerikanske astronomer Eugene og Caroline Shoemaker og canadiske David Levy første gang
Et år efter åbning, i anden halvdel af juli1994 kom fragmenter af en komet ind i Jupiters atmosfære. Dette var den første observerede kollision af to solsystemlegemer. Forskere registrerede 20 forskellige fragmenter med en diameter på op til 2 km, som kolliderede med planeten med en hastighed på 60 km/s.
Denne observation var ikke kun af videnskabelig betydning:hun gjorde offentligheden opmærksom på faren for, at asteroider og kometer kolliderer med Jorden. Et par år efter kollisionen udgav Hollywood to film på én gang om rumobjekter, der truer Jorden – Armageddon og Deep Impact. Og siden slutningen af 90'erne begyndte rum- og forskningsbureauer verden over at arbejde på et system til at spore farlige objekter nær Jorden og undgå kollisioner.
Ændring over tid af sporet fra en af de største kollisioner. Billede: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel og HST Comet Science Team
Første komet i kredsløb om Jupiter
Shoemaker and Levy-gruppen af astronomer var blandt dede første opdagelsesrejsende i solsystemet, der målrettet søgte efter asteroider og kometer, der potentielt var farlige for Jorden. De brugte Palomar-observatoriets 0,46-meter teleskop til at undersøge himlen regelmæssigt og ledte efter nye objekter på vej mod vores planet.
På et af billederne taget den 24. marts 1993år, opdagede forskere et lyst objekt, der bevægede sig nær Jupiter. Bekræftende fotografier i højere opløsning taget i løbet af de næste par dage af Jim Scotti ved hjælp af et teleskop ved Kitt Peak National Observatory viste, at kometen var blevet fragmenteret i mange separate fragmenter.
Astronomen rapporterede mindst fem kondensationeri form af en meget lang smal kæde, ca. 47 buesekunder lang og ca. 11 buesekunder bred, med støvspor, der strækker sig fra begge sider. Dette gav det første hint om, at Comet D/1993 F2 var usædvanlig. Derudover bemærkede forskerne, at på nattehimlens billeder var kometen kun 4° fra Jupiter. Det kan enten betyde et overlap af objekter, eller at kometen var ekstremt tæt på gasgiganten.
Orbitale undersøgelser har bekræftetden indledende hypotese: i modsætning til alle kometer kendt på det tidspunkt, blev D / 1993 F2 faktisk fanget af Jupiters gravitationskræfter og kredsede ikke om Solen, men om denne gigantiske planet. Forskerne beregnede, at kometen blev fanget af en gasgigant tilbage i slutningen af 60'erne eller begyndelsen af 70'erne, og i 1992 brød den i flere stykker, da den nærmede sig planeten i en afstand på mindre end 120 tusind km.
En serie billeder af kometen Shoemaker-Levy 9. Billede: NASA
Kollisionsovervågning
En analyse af kredsløbet viste, at Comet Shoemaker -Levi 9 vil styrte ind i Jupiter i juli 1994. Astronomer havde på forhånd beregnet ikke kun datoen, men også stedet for kollisionen, så en række teleskoper på Jorden og i kredsløb og sonder i rummet var klar til at observere begivenheden.
Sammenstødene fortsatte i flere dage:fra 16. til 22. juli 1994. Alle sammenstød fandt sted på den anden side af planeten, som ikke var synlig for observatører. Men fragmenterne styrtede ind i gasgiganten tæt nok på morgenens "terminator" (skillelinjen, der adskiller de oplyste og mørke sider af planeten), og derfor var stødmærkerne på grund af rotation allerede efter et par minutter synlige fra kl. jorden.
Flere spor af kollisioner med fragmenter af en komet i Jupiters atmosfære. Billede: Hubble Space Telescope Comet Team og NASA
Den første kollision fandt sted den 16. juli 1994,da fragment A af kometens kerne styrtede ned i Jupiters sydlige halvkugle med en hastighed på omkring 60 km/s. Instrumenter på Galileo, som stadig bevægede sig mod Jupiter og var i en afstand af omkring 1,6 AU fra den, opdagede en ildkugle. Dens højeste temperatur nåede omkring 23.700 °C og afkøledes derefter hurtigt til 1.230 °C. Til sammenligning er den normale temperatur i Jupiters øvre atmosfære -143°C. Fanen fra ildkuglen nåede en højde på over 3.000 km og blev opdaget af Hubble-rumteleskopet.
I løbet af de næste seks dage var der ingenmindre end 20 kollisioner. Den største af disse fandt sted den 18. juli, da fragment G trådte ind i Jupiters atmosfære. Denne kollision skabte en kæmpe mørk plet på mere end 12.000 km i diameter (lidt mindre end Jordens diameter) og blev estimeret til at frigive energi på 6 millioner megatons TNT . Dette er cirka 600 gange større end hele verdens atomarsenal på det tidspunkt.
Ændring i spor fra kollisionen af fragmenter D og G af kometen i Jupiters atmosfære på Hubble-billeder. Billede: H. Hammel og NASA
Videnskabelig betydning af kollisionen
Selvom de mørke pletter fra sammenstødet på Jupiter medforsvandt over tid, gav de forskerne en unik mulighed for at lære mere om sammensætningen af atmosfæren på denne planet. Fragmenterne af kometen, der fløj ind i atmosfæren, gennemborede de øverste lag af skyerne og viste forskerne, hvad der gemte sig under dem.
Spektrografisk analyse baseret påobservationer af Hubble-teleskopet, viste for første gang tilstedeværelsen af diatomisk svovl, kulstofdisulfid, hydrogensulfid og ammoniak i planetens atmosfære. Samtidig oversteg mængden af svovl registreret af instrumenterne den, der kunne have nået planeten sammen med kometen, hvilket betyder, at den kom fra Jupiters indvolde. Derudover registrerede forskere for første gang stråling fra tunge atomer som jern, magnesium og silicium. Deres antal var også større, end kometens kerne kunne indeholde.
Konsekvenserne af kollisionen manifesterede sig indeniflere år efter selve begivenheden og gav astronomerne mulighed for at lære mere om gasgiganternes egenskaber. For eksempel var de krusninger på Jupiters hovedring, som Galileo opdagede efter kollisionen, stadig synlige 17 år senere, da New Horizons-rumfartøjet fløj forbi i 2011.
Og observationerne af Herschel-rumteleskopet i2013 (næsten 20 år efter kollisionen) viste, at på Jupiters sydlige halvkugle er koncentrationen af vand højere, og det meste er koncentreret på steder, hvor fragmenter af kometen faldt.
Fordeling af vand i Jupiters stratosfære, målt af Herschel rumobservatoriet. Vandkort:
ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Jupiter Foto: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
I dag ved astronomer, at kollisioner medJupiter sker ret ofte. Årtier senere er fotografiteknologien forbedret markant, og hobbyfolk, som ikke er begrænset af den dyre tid med kraftige teleskoper, tager jævnligt højopløselige billeder og videoer af Jupiter. Mindst 10 nedslag er blevet registreret siden 2009, men Comet Shoemaker-Levy 9 forbliver unik på grund af sin størrelse. Computersimuleringer har vist, at objekter med en diameter på 0,3 km kolliderer med planeten cirka en gang hvert 500. år, og dem, hvis størrelse når 1,6 km - hvert 6. tusinde år. Dette taler om astronomernes ekstreme held, som var i stand til at bemærke og forudsige kollisionen af et så stort objekt på forhånd.
Læs mere:
Fandt en måde at sænke blodsukkeret uden insulininjektioner
Forskere mener, at universets form ikke er, hvad alle tror
NASA helikopter viste solnedgang på Mars. Det ligner ikke jorden.
På omslaget: et kombineret billede af fragmenter af en komet og Jupiter. Billede: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) og J. Trauger & R. Evans (Jet Propulsion Laboratory)