Le 24 mars 1993, les astronomes américains Eugene et Caroline Shoemaker et le canadien David Levy ont observé pour la première fois
Un an après l'ouverture, dans la seconde quinzaine de juilletEn 1994, des fragments de comète pénètrent dans l'atmosphère de Jupiter. Il s’agit de la première collision observée entre deux corps du système solaire. Les chercheurs ont enregistré 20 fragments distincts d'un diamètre allant jusqu'à 2 km, qui sont entrés en collision avec la planète à une vitesse de 60 km/s.
Cette observation n'avait pas seulement une importance scientifique :elle a attiré l'attention du public sur le danger d'astéroïdes et de comètes entrant en collision avec la Terre. Quelques années après la collision, Hollywood a sorti deux films à la fois sur les objets spatiaux qui menacent la Terre - Armageddon et Deep Impact. Et depuis la fin des années 90, les agences spatiales et de recherche du monde entier ont commencé à travailler sur un système permettant de suivre les objets géocroiseurs dangereux et d'éviter les collisions.
Changement dans le temps de la trace d'une des plus grandes collisions. Image : R. Evans, J. Trauger, H. Hammel et l'équipe scientifique HST Comet
Première comète en orbite autour de Jupiter
Le groupe d'astronomes Shoemaker et Levy faisait partie desles premiers explorateurs du système solaire qui ont délibérément recherché des astéroïdes et des comètes potentiellement dangereux pour la Terre. Ils ont utilisé le télescope de 0,46 mètre de l'observatoire Palomar pour surveiller régulièrement le ciel, à la recherche de nouveaux objets se dirigeant vers notre planète.
Sur l'une des photographies prises le 24 mars 1993Cette année-là, les chercheurs ont découvert un objet brillant se déplaçant près de Jupiter. Des photographies de confirmation à plus haute résolution prises au cours des jours suivants par Jim Scotti à l'aide d'un télescope de l'observatoire national de Kitt Peak ont montré que la comète avait été fragmentée en de nombreux fragments distincts.
L'astronome a signalé au moins cinq condensationssous la forme d'une très longue chaîne étroite d'environ 47 secondes d'arc de long et environ 11 secondes d'arc de large, avec des traînées de poussière s'étendant des deux côtés. Cela a fourni le premier indice que la comète D/1993 F2 était inhabituelle. De plus, les chercheurs ont noté que sur les images du ciel nocturne, la comète n'était qu'à 4° de Jupiter. Cela pourrait signifier soit un chevauchement d'objets, soit que la comète était extrêmement proche de la géante gazeuse.
Des études orbitales ont confirmél'hypothèse de départ : contrairement à toutes les comètes connues à cette époque, D/1993 F2 a bien été capturée par les forces gravitationnelles de Jupiter et ne tournait pas autour du Soleil, mais autour de cette planète géante. Les chercheurs ont calculé que la comète avait été capturée par une géante gazeuse à la fin des années 60 ou au début des années 70, et en 1992, elle s'est brisée en plusieurs morceaux lorsqu'elle s'est approchée de la planète à une distance de moins de 120 000 km.
Une série d'images de la comète Shoemaker-Levy 9. Image : NASA
Surveillance des collisions
Une analyse de l'orbite a montré que la comète Shoemaker -Levi 9 s'écrasera sur Jupiter en juillet 1994. Les astronomes avaient calculé à l'avance non seulement la date mais aussi le lieu de la collision, de sorte qu'une variété de télescopes sur Terre et en orbite et des sondes dans l'espace étaient prêts à observer l'événement.
Les affrontements se sont poursuivis pendant plusieurs jours :du 16 au 22 juillet 1994. Toutes les collisions ont eu lieu de l'autre côté de la planète, qui n'était pas visible pour les observateurs. Mais les fragments se sont écrasés sur la géante gazeuse assez près du «terminateur» du matin (la ligne de démarcation séparant les côtés éclairé et sombre de la planète), et donc, en raison de la rotation, après quelques minutes, les marques d'impact étaient déjà visibles de La terre.
Multiples traces de collisions avec des fragments de comète dans l'atmosphère de Jupiter. Image : Équipe comète du télescope spatial Hubble et NASA
La première collision a eu lieu le 16 juillet 1994,lorsque le fragment A du noyau de la comète s'est écrasé dans l'hémisphère sud de Jupiter à une vitesse d'environ 60 km/s. Les instruments de Galileo, qui se dirigeait toujours vers Jupiter et se trouvait à une distance d'environ 1,6 UA de celui-ci, ont détecté une boule de feu. Sa température maximale a atteint environ 23 700 °C puis s'est rapidement refroidie à 1 230 °C. A titre de comparaison, la température normale de la haute atmosphère de Jupiter est de -143°C. Le panache de la boule de feu a atteint une hauteur de plus de 3 000 km et a été détecté par le télescope spatial Hubble.
Au cours des six jours suivants, il n'y a eu aucunmoins de 20 collisions. La plus grande d'entre elles s'est produite le 18 juillet, lorsque le fragment G est entré dans l'atmosphère de Jupiter. Cette collision a créé une tache sombre géante de plus de 12 000 km de diamètre (légèrement plus petite que le diamètre de la Terre) et aurait libéré une énergie de 6 millions de mégatonnes de TNT. . C’est environ 600 fois plus grand que l’arsenal nucléaire mondial de l’époque.
Changement des traces de la collision des fragments D et G de la comète dans l'atmosphère de Jupiter sur les images Hubble. Image : H. Hammel et NASA
Signification scientifique de la collision
Bien que les taches sombres de la collision sur Jupiter avecdisparus avec le temps, ils offraient aux scientifiques une occasion unique d'en savoir plus sur la composition de l'atmosphère de cette planète. Les fragments de la comète qui ont volé dans l'atmosphère ont percé les couches supérieures des nuages et ont montré aux chercheurs ce qui se cachait sous eux.
Analyse spectrographique basée surles observations du télescope Hubble ont montré pour la première fois la présence de soufre diatomique, de sulfure de carbone, de sulfure d’hydrogène et d’ammoniac dans l’atmosphère de la planète. Dans le même temps, la quantité de soufre enregistrée par les instruments dépassait celle qui aurait pu atteindre la planète avec la comète, ce qui signifie qu'elle provenait des entrailles de Jupiter. De plus, pour la première fois, les chercheurs ont enregistré le rayonnement d’atomes lourds tels que le fer, le magnésium et le silicium. Leur nombre était également supérieur à ce que le noyau de la comète pouvait contenir.
Les conséquences de la collision se sont manifestées dansplusieurs années après l'événement lui-même et a permis aux astronomes d'en savoir plus sur les propriétés des géantes gazeuses. Par exemple, les ondulations sur l'anneau principal de Jupiter que Galileo a détectées après la collision étaient encore visibles 17 ans plus tard, lorsque le vaisseau spatial New Horizons a survolé en 2011.
Et les observations du télescope spatial Herschel en2013 (près de 20 ans après la collision) a montré que dans l'hémisphère sud de Jupiter, la concentration d'eau est plus élevée, et la majeure partie est concentrée aux endroits où des fragments de la comète sont tombés.
Répartition de l'eau dans la stratosphère de Jupiter, mesurée par l'observatoire spatial Herschel. Carte de l'eau :
ESA/Herschel/T. Cavalié et al. ; Jupiter Photo : NASA/ESA/Reta Beebe (Université d'État du Nouveau-Mexique)
Aujourd'hui, les astronomes savent que les collisions avecJupiter arrive assez souvent. Des décennies plus tard, la technologie de la photographie s'est considérablement améliorée et les amateurs, qui ne sont pas limités par le temps coûteux des télescopes puissants, prennent régulièrement des photos et des vidéos haute résolution de Jupiter. Au moins 10 impacts ont été enregistrés depuis 2009, mais la comète Shoemaker-Levy 9 reste unique en raison de sa taille. Des simulations informatiques ont montré que des objets d'un diamètre de 0,3 km entrent en collision avec la planète environ une fois tous les 500 ans, et ceux dont la taille atteint 1,6 km - tous les 6 000 ans. Cela témoigne de l'extrême chance des astronomes, qui ont pu remarquer et prédire à l'avance la collision d'un objet aussi gros.
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Sur la couverture : une image combinée de fragments d'une comète et de Jupiter. Image : NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) et J. Trauger & R. Evans (Laboratoire de propulsion à réaction)