24. maaliskuuta 1993 amerikkalaiset tähtitieteilijät Eugene ja Caroline Shoemaker ja kanadalainen David Levy havaitsivat ensimmäisen kerran
Vuosi avaamisen jälkeen, heinäkuun toisella puoliskolla1994, komeetan palaset saapuivat Jupiterin ilmakehään. Tämä oli ensimmäinen havaittu kahden aurinkokunnan kappaleen törmäys. Tutkijat tallensivat 20 erillistä fragmenttia, joiden halkaisija oli jopa 2 km ja jotka törmäsivät planeettaan nopeudella 60 km/s.
Tämä havainto ei ollut pelkästään tieteellisesti tärkeä:hän kiinnitti yleisön huomion vaaraan, että asteroidit ja komeetat törmäävät Maahan. Muutama vuosi törmäyksen jälkeen Hollywood julkaisi kerralla kaksi elokuvaa Maata uhkaavista avaruusobjekteista - Armageddon ja Deep Impact. Ja 1990-luvun lopulta lähtien avaruus- ja tutkimuslaitokset ympäri maailmaa alkoivat kehittää järjestelmää vaarallisten Maanläheisten kohteiden jäljittämiseksi ja törmäysten välttämiseksi.
Muutos ajan myötä yhdestä suurimmista törmäyksistä. Kuva: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel ja HST Comet Science Team
Ensimmäinen Jupiteria kiertävä komeetta
Shoemaker ja Levy tähtitieteilijöiden ryhmä oli mukanaensimmäiset aurinkokunnan tutkimusmatkailijat, jotka etsivät tarkoituksella maapallolle mahdollisesti vaarallisia asteroideja ja komeettoja. He käyttivät Palomarin observatorion 0,46-metristä teleskooppia tutkiakseen taivasta säännöllisesti etsiessään uusia kohteita, jotka ovat matkalla planeettamme kohti.
Yhdessä 24. maaliskuuta 1993 otetuista valokuvistavuonna tutkijat löysivät Jupiterin läheltä liikkuvan kirkkaan esineen. Jim Scottin lähipäivinä Kitt Peakin kansallisen observatorion kaukoputkella ottamat korkearesoluutioiset vahvistuskuvat osoittivat, että komeetta oli pirstoutunut useiksi erillisiksi fragmenteiksi.
Tähtitieteilijä raportoi ainakin viidestä kondensaatiostaerittäin pitkän kapean ketjun muodossa, joka on noin 47 kaarisekuntia pitkä ja noin 11 kaarisekuntia leveä, ja pölyjäljet ulottuvat molemmilta puolilta. Tämä antoi ensimmäisen vihjeen siitä, että komeetta D/1993 F2 oli epätavallinen. Lisäksi tutkijat totesivat, että yötaivaan kuvissa komeetta oli vain 4°:n päässä Jupiterista. Tämä voi tarkoittaa joko esineiden päällekkäisyyttä tai sitä, että komeetta oli erittäin lähellä kaasujättiläistä.
Orbitaalitutkimukset ovat vahvistaneetalkuperäinen hypoteesi: toisin kuin kaikki tuolloin tunnetut komeetat, Jupiterin gravitaatiovoimat vangitsivat D / 1993 F2:n, eikä se kiertynyt Auringon, vaan tämän jättiläisplaneetan ympäri. Tutkijat laskivat, että kaasujättiläinen vangitsi komeetan 60-luvun lopulla tai 70-luvun alussa, ja vuonna 1992 se hajosi useiksi kappaleiksi lähestyessään planeettaa alle 120 tuhannen kilometrin etäisyydeltä.
Sarja kuvia komeetta Shoemaker-Levy 9. Kuva: NASA
Törmäysvalvonta
Rata-analyysi osoitti, että komeetta Shoemaker -Levi 9 törmää Jupiteriin heinäkuussa 1994. Tähtitieteilijät olivat laskeneet etukäteen paitsi päivämäärän, myös törmäyspaikan, joten erilaiset maan päällä ja kiertoradalla olevat kaukoputket ja avaruudessa olevat luotaimet olivat valmiita tarkkailemaan tapahtumaa.
Ottelut jatkuivat useita päiviä:16.-22. heinäkuuta 1994. Kaikki törmäykset tapahtuivat planeetan toisella puolella, jota tarkkailijat eivät nähneet. Mutta sirpaleet törmäsivät kaasujättiläiseen riittävän lähellä aamun "terminaattoria" (planeetan valaistun ja pimeän puolen erottava jakoviiva), ja siksi pyörimisen vuoksi muutaman minuutin kuluttua törmäysjäljet olivat jo näkyvissä maapallo.
Useita jälkiä törmäyksistä komeetan palasten kanssa Jupiterin ilmakehässä. Kuva: Hubble Space Telescope Comet Team ja NASA
Ensimmäinen törmäys tapahtui 16. heinäkuuta 1994,kun komeetan ytimen fragmentti A törmäsi Jupiterin eteläiselle pallonpuoliskolle noin 60 km/s nopeudella. Galileon instrumentit, joka liikkui edelleen Jupiteria kohti ja oli noin 1,6 AU:n etäisyydellä siitä, havaitsivat tulipallon. Sen huippulämpötila saavutti noin 23 700 °C ja jäähtyi sitten nopeasti 1 230 °C:seen. Vertailun vuoksi Jupiterin yläilmakehän normaali lämpötila on -143°C. Tulipallon pöly nousi yli 3 000 kilometrin korkeuteen, ja sen havaitsi Hubble-avaruusteleskooppi.
Seuraavien kuuden päivän aikana ei ollut yhtäänalle 20 törmäystä. Suurin niistä tapahtui heinäkuun 18. päivänä, kun Jupiterin ilmakehään tuli fragmentti G. Tämä törmäys loi jättiläismäisen tumman täplän, jonka halkaisija oli yli 12 000 km (hieman pienempi kuin Maan halkaisija) ja jonka arvioitiin vapauttavan energiaa 6 miljoonaa megatonnia TNT:tä. . Se on noin 600 kertaa suurempi kuin koko maailman ydinasearsenaali tuolloin.
Muutos jäljessä komeetan fragmenttien D ja G törmäyksestä Jupiterin ilmakehässä Hubble-kuvissa. Kuva: H. Hammel ja NASA
Törmäyksen tieteellinen merkitys
Vaikka tummat täplät törmäyksestä Jupiter kanssakatosivat ajan myötä, ne tarjosivat tutkijoille ainutlaatuisen mahdollisuuden oppia lisää tämän planeetan ilmakehän koostumuksesta. Ilmakehään lentäneet komeetan palaset lävistivät pilvien ylemmän kerroksen ja näyttivät tutkijoille, mitä niiden alla oli kätketty.
Spektrograafinen analyysi perustuuHubble-teleskoopin havainnot osoittivat ensimmäistä kertaa kaksiatomisen rikin, hiilidisulfidin, rikkivedyn ja ammoniakin läsnäolon planeetan ilmakehässä. Samaan aikaan instrumenttien tallentama rikin määrä ylitti sen määrän, joka olisi voinut päästä planeetalle komeetan mukana, mikä tarkoittaa, että se tuli Jupiterin suolistosta. Lisäksi tutkijat rekisteröivät ensimmäistä kertaa raskaiden atomien, kuten raudan, magnesiumin ja piin, säteilyä. Niiden määrä oli myös suurempi kuin komeetan ydin voisi sisältää.
Törmäyksen seuraukset ilmenivät sisälläuseita vuosia itse tapahtuman jälkeen ja antoi tähtitieteilijöille mahdollisuuden oppia lisää kaasujättiläisten ominaisuuksista. Esimerkiksi Galileon törmäyksen jälkeen havaitsemat Jupiterin päärenkaan väreet olivat näkyvissä vielä 17 vuotta myöhemmin, kun New Horizons -avaruusalus lensi ohi vuonna 2011.
Ja Herschel-avaruusteleskoopin havainnot sisään2013 (melkein 20 vuotta törmäyksen jälkeen) osoitti, että Jupiterin eteläisellä pallonpuoliskolla veden pitoisuus on korkeampi ja suurin osa siitä on keskittynyt paikkoihin, joissa komeetan palaset putosivat.
Veden jakautuminen Jupiterin stratosfäärissä Herschelin avaruusobservatorion mittaamana. Vesikartta:
ESA/Herschel/T. Cavalié et ai.; Jupiter Kuva: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
Nykyään tähtitieteilijät tietävät, että törmäyksiäJupiter tapahtuu melko usein. Vuosikymmeniä myöhemmin valokuvaustekniikka on parantunut huomattavasti, ja harrastajat, joita tehokkaiden kaukoputkien kallis aika ei rajoita, ottavat säännöllisesti korkearesoluutioisia kuvia ja videoita Jupiterista. Vuodesta 2009 lähtien on havaittu ainakin 10 törmäystä, mutta Comet Shoemaker-Levy 9 on edelleen ainutlaatuinen kokonsa vuoksi. Tietokonesimulaatiot ovat osoittaneet, että esineet, joiden halkaisija on 0,3 km, törmäävät planeettaan noin kerran 500 vuodessa ja ne, joiden koko on 1,6 km - 6 tuhannen vuoden välein. Tämä puhuu tähtitieteilijöiden äärimmäisestä onnesta, sillä he pystyivät havaitsemaan ja ennustamaan näin suuren esineen törmäyksen etukäteen.
Lue lisää:
Löysin tavan alentaa verensokeria ilman insuliini-injektioita
Tiedemiehet uskovat, että maailmankaikkeuden muoto ei ole sitä, mitä kaikki ajattelevat
NASA-helikopteri näytti auringonlaskua Marsissa. Se ei näytä maalta.
Kannessa: yhdistetty kuva komeetan ja Jupiterin palasista. Kuva: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) ja J. Trauger & R. Evans (Jet Propulsion Laboratory)