Am 24. März 1993 beobachteten die amerikanischen Astronomen Eugene und Caroline Shoemaker sowie der Kanadier David Levy erstmals
Ein Jahr nach der Eröffnung, in der zweiten Julihälfte1994 drangen Fragmente eines Kometen in die Atmosphäre des Jupiter ein. Dies war die erste beobachtete Kollision zweier Körper des Sonnensystems. Die Forscher registrierten 20 verschiedene Fragmente mit einem Durchmesser von bis zu 2 km, die mit einer Geschwindigkeit von 60 km/s mit dem Planeten kollidierten.
Diese Beobachtung war nicht nur von wissenschaftlicher Bedeutung:Sie machte die Öffentlichkeit auf die Gefahr von Asteroiden- und Kometenkollisionen mit der Erde aufmerksam. Einige Jahre nach der Kollision veröffentlichte Hollywood gleich zwei Filme über Weltraumobjekte, die die Erde bedrohen - Armageddon und Deep Impact. Und seit den späten 90er Jahren begannen Weltraum- und Forschungsbehörden auf der ganzen Welt, an einem System zu arbeiten, um gefährliche erdnahe Objekte zu verfolgen und Kollisionen zu vermeiden.
Zeitliche Veränderung der Spur von einer der größten Kollisionen. Bild: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel und das HST Comet Science Team
Erster Komet umkreist Jupiter
Die Shoemaker- und Levy-Gruppe von Astronomen gehörte dazudie ersten Entdecker des Sonnensystems, die gezielt nach Asteroiden und Kometen suchten, die für die Erde potenziell gefährlich sein könnten. Sie benutzten das 0,46-Meter-Teleskop des Palomar-Observatoriums, um regelmäßig den Himmel zu untersuchen und nach neuen Objekten zu suchen, die auf unseren Planeten zusteuern.
Auf einem der Fotos vom 24. März 1993Jahr entdeckten Forscher ein helles Objekt, das sich in der Nähe von Jupiter bewegte. Höher aufgelöste Bestätigungsfotos, die Jim Scotti in den nächsten Tagen mit einem Teleskop am Kitt Peak National Observatory aufgenommen hatte, zeigten, dass der Komet in viele einzelne Fragmente zersplittert war.
Der Astronom berichtete von mindestens fünf Kondensationenin Form einer sehr langen, schmalen Kette von etwa 47 Bogensekunden Länge und etwa 11 Bogensekunden Breite, mit Staubspuren, die sich von beiden Seiten erstrecken. Dies lieferte den ersten Hinweis darauf, dass Komet D/1993 F2 ungewöhnlich war. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass der Komet in den Nachthimmelbildern nur 4° vom Jupiter entfernt war. Dies könnte entweder auf eine Überlappung von Objekten hinweisen oder darauf, dass der Komet dem Gasriesen extrem nahe war.
Orbitalstudien haben dies bestätigtAusgangshypothese: Anders als alle damals bekannten Kometen wurde D / 1993 F2 tatsächlich von der Gravitationskraft des Jupiter erfasst und kreiste nicht um die Sonne, sondern um diesen Riesenplaneten. Die Forscher berechneten, dass der Komet Ende der 60er oder Anfang der 70er Jahre von einem Gasriesen eingefangen wurde und 1992 in mehrere Teile zerbrach, als er sich dem Planeten in einer Entfernung von weniger als 120.000 km näherte.
Eine Reihe von Bildern des Kometen Shoemaker-Levy 9. Bild: NASA
Kollisionsüberwachung
Eine Analyse der Umlaufbahn zeigte, dass Comet Shoemaker -Levi 9 stürzt im Juli 1994 auf den Jupiter. Astronomen hatten nicht nur das Datum, sondern auch den Ort der Kollision im Voraus berechnet, sodass eine Vielzahl von Teleskopen auf der Erde und im Orbit sowie Sonden im Weltraum bereit waren, das Ereignis zu beobachten.
Die Zusammenstöße dauerten mehrere Tage:vom 16. bis 22. Juli 1994. Alle Kollisionen fanden auf der anderen Seite des Planeten statt, die für Beobachter nicht sichtbar war. Aber die Fragmente stürzten nahe genug am morgendlichen „Terminator“ (der Trennlinie, die die beleuchtete und die dunkle Seite des Planeten trennt) in den Gasriesen, und daher waren aufgrund der Rotation bereits nach wenigen Minuten die Einschlagspuren sichtbar die Erde.
Mehrere Spuren von Kollisionen mit Fragmenten eines Kometen in der Atmosphäre des Jupiter. Bild: Hubble Space Telescope Comet Team und NASA
Die erste Kollision fand am 16. Juli 1994 statt,als Fragment A des Kometenkerns mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 km / s auf die Südhalbkugel des Jupiter stürzte. Instrumente auf der Galileo, die sich immer noch auf Jupiter zubewegte und sich in einer Entfernung von etwa 1,6 AE von ihm befand, entdeckten einen Feuerball. Seine Spitzentemperatur erreichte etwa 23.700 °C und kühlte dann schnell auf 1.230 °C ab. Zum Vergleich: Die normale Temperatur der oberen Jupiteratmosphäre beträgt -143 °C. Die Wolke des Feuerballs erreichte eine Höhe von über 3.000 km und wurde vom Hubble-Weltraumteleskop entdeckt.
In den nächsten sechs Tagen gab es keineweniger als 20 Kollisionen. Die größte davon ereignete sich am 18. Juli, als Fragment G in die Atmosphäre des Jupiter eintrat. Diese Kollision erzeugte einen riesigen dunklen Fleck mit einem Durchmesser von mehr als 12.000 km (etwas kleiner als der Durchmesser der Erde) und setzte schätzungsweise eine Energie von 6 Millionen Megatonnen TNT frei . Dies ist etwa 600-mal größer als das damalige gesamte Atomwaffenarsenal der Welt.
Veränderung der Spuren von der Kollision der Fragmente D und G des Kometen in der Atmosphäre des Jupiters auf Hubble-Bildern. Bild: H. Hammel und NASA
Wissenschaftliche Bedeutung der Kollision
Obwohl die dunklen Flecken von der Kollision auf Jupiter mitIm Laufe der Zeit verschwanden sie und boten Wissenschaftlern die einzigartige Gelegenheit, mehr über die Zusammensetzung der Atmosphäre dieses Planeten zu erfahren. Die in die Atmosphäre geflogenen Kometenfragmente durchbohrten die oberen Wolkenschichten und zeigten den Forschern, was sich darunter verbarg.
Spektrographische Analyse basierend aufBeobachtungen des Hubble-Teleskops zeigten erstmals das Vorhandensein von zweiatomigem Schwefel, Schwefelkohlenstoff, Schwefelwasserstoff und Ammoniak in der Atmosphäre des Planeten. Gleichzeitig überstieg die von den Instrumenten erfasste Schwefelmenge die Menge, die mit dem Kometen auf den Planeten hätte gelangen können, was bedeutet, dass sie aus den Eingeweiden des Jupiter stammte. Darüber hinaus erfassten Forscher erstmals die Strahlung schwerer Atome wie Eisen, Magnesium und Silizium. Ihre Zahl war auch größer, als der Kern des Kometen aufnehmen konnte.
Die Folgen des Zusammenstoßes manifestierten sich im Innerenmehrere Jahre nach dem Ereignis selbst und ermöglichte es den Astronomen, mehr über die Eigenschaften von Gasriesen zu erfahren. Beispielsweise waren die Wellen auf Jupiters Hauptring, die Galileo nach der Kollision entdeckte, noch 17 Jahre später sichtbar, als die Raumsonde New Horizons 2011 vorbeiflog.
Und die Beobachtungen des Weltraumteleskops Herschel in2013 (fast 20 Jahre nach der Kollision) zeigte sich, dass auf der Südhalbkugel des Jupiters die Wasserkonzentration höher ist und das meiste davon an Orten konzentriert ist, an denen Fragmente des Kometen niedergegangen sind.
Wasserverteilung in Jupiters Stratosphäre, gemessen vom Weltraumobservatorium Herschel. Wasserkarte:
ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Jupiter-Foto: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
Heute wissen Astronomen, dass Kollisionen mitJupiter kommt ziemlich oft vor. Jahrzehnte später hat sich die Fototechnik erheblich verbessert und Hobbyisten, die nicht durch die teure Zeit leistungsstarker Teleskope eingeschränkt sind, machen regelmäßig hochauflösende Bilder und Videos von Jupiter. Seit 2009 wurden mindestens 10 Einschläge registriert, aber Comet Shoemaker-Levy 9 bleibt aufgrund seiner Größe einzigartig. Computersimulationen haben gezeigt, dass Objekte mit einem Durchmesser von 0,3 km etwa alle 500 Jahre mit dem Planeten kollidieren, und Objekte mit einer Größe von 1,6 km alle 6.000 Jahre. Dies spricht für das extreme Glück der Astronomen, die die Kollision eines so großen Objekts im Voraus bemerken und vorhersagen konnten.
Weiter lesen:
Einen Weg gefunden, den Blutzucker ohne Insulininjektionen zu senken
Wissenschaftler glauben, dass die Form des Universums nicht das ist, was jeder denkt
Der NASA-Hubschrauber zeigte den Sonnenuntergang auf dem Mars. Es sieht nicht aus wie Erde.
Auf dem Cover: ein kombiniertes Bild aus Fragmenten eines Kometen und eines Jupiter. Bild: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) und J. Trauger & R. Evans (Labor für Strahlantriebe)