Op 24 maart 1993 observeerden de Amerikaanse astronomen Eugene en Caroline Shoemaker en de Canadees David Levy voor het eerst
Een jaar na opening, in de tweede helft van juliIn 1994 kwamen fragmenten van een komeet de atmosfeer van Jupiter binnen. Dit was de eerste waargenomen botsing van twee lichamen in het zonnestelsel. Onderzoekers registreerden twintig verschillende fragmenten met een diameter van maximaal 2 km, die met een snelheid van 60 km/s op de planeet botsten.
Deze observatie was niet alleen van wetenschappelijk belang:ze vestigde de publieke aandacht op het gevaar van een botsing met asteroïden en kometen op de aarde. Een paar jaar na de botsing bracht Hollywood twee films tegelijk uit over ruimtevoorwerpen die de aarde bedreigen: Armageddon en Deep Impact. En sinds eind jaren negentig begonnen ruimtevaart- en onderzoeksbureaus over de hele wereld te werken aan een systeem voor het volgen van gevaarlijke objecten in de buurt van de aarde en het vermijden van botsingen.
Verandering in de loop van de tijd van het spoor na een van de grootste botsingen. Afbeelding: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel en het HST Comet Science Team
Eerste komeet in een baan om Jupiter
De groep astronomen Shoemaker en Levy behoorden tot de groepde eerste ontdekkingsreizigers van het zonnestelsel die doelbewust zochten naar asteroïden en kometen die potentieel gevaarlijk zijn voor de aarde. Ze gebruikten de 0,46-meter telescoop van het Palomar Observatorium om regelmatig de hemel te onderzoeken, op zoek naar nieuwe objecten die op weg waren naar onze planeet.
Op een van de foto's gemaakt op 24 maart 1993Vorig jaar ontdekten onderzoekers een helder object dat zich in de buurt van Jupiter bewoog. Bevestigingsfoto's met een hogere resolutie, gemaakt in de daaropvolgende dagen door Jim Scotti met behulp van een telescoop van het Kitt Peak National Observatory, toonden aan dat de komeet in veel afzonderlijke fragmenten was gefragmenteerd.
De astronoom rapporteerde minstens vijf condensatiesin de vorm van een zeer lange, smalle keten van ongeveer 47 boogseconden lang en ongeveer 11 boogseconden breed, met stofsporen die zich van beide kanten uitstrekken. Dit leverde de eerste aanwijzing op dat komeet D/1993 F2 ongebruikelijk was. Bovendien merkten de onderzoekers op dat de komeet op de nachtelijke hemelbeelden slechts 4° van Jupiter verwijderd was. Dit zou een overlapping van objecten kunnen betekenen, of dat de komeet extreem dicht bij de gasreus was.
Orbitale studies hebben dit bevestigdde initiële hypothese: in tegenstelling tot alle toen bekende kometen werd D/1993 F2 inderdaad gevangen genomen door de zwaartekracht van Jupiter en draaide niet om de zon, maar om deze gigantische planeet. De onderzoekers berekenden dat de komeet eind jaren zestig of begin jaren zeventig door een gasreus werd ingevangen en in 1992 in verschillende stukken brak toen hij de planeet naderde op een afstand van minder dan 120 duizend km.
Een serie afbeeldingen van komeet Shoemaker-Levy 9. Afbeelding: NASA
Monitoring van botsingen
Een analyse van de baan toonde aan dat komeet Shoemaker -Levi 9 zal in juli 1994 tegen Jupiter botsen. Astronomen hadden van tevoren niet alleen de datum, maar ook de locatie van de botsing berekend, dus een verscheidenheid aan telescopen op aarde en in een baan om de aarde en sondes in de ruimte stonden klaar om de gebeurtenis waar te nemen.
De botsingen duurden meerdere dagen:van 16 tot 22 juli 1994. Alle botsingen vonden plaats aan de andere kant van de planeet, die niet zichtbaar was voor waarnemers. Maar de fragmenten botsten dicht genoeg bij de ochtend-‘terminator’ (de scheidslijn die de verlichte en donkere kanten van de planeet scheidt) tegen de gasreus aan, en daardoor waren de inslagsporen na een paar minuten al zichtbaar vanaf de kant van de planeet. de aarde.
Meerdere sporen van botsingen met fragmenten van een komeet in de atmosfeer van Jupiter. Afbeelding: Hubble Space Telescope Comet Team en NASA
De eerste botsing vond plaats op 16 juli 1994.toen fragment A van de kern van de komeet met een snelheid van ongeveer 60 km / s op het zuidelijk halfrond van Jupiter neerstortte. Instrumenten op de Galileo, die nog steeds in de richting van Jupiter bewoog en zich op een afstand van ongeveer 1,6 AU ervan bevond, ontdekten een vuurbal. De piektemperatuur bereikte ongeveer 23.700 °C en koelde vervolgens snel af tot 1.230 °C. Ter vergelijking: de normale temperatuur van de bovenste atmosfeer van Jupiter is -143°C. De pluim van de vuurbal bereikte een hoogte van ruim 3.000 km en werd gedetecteerd door de Hubble-ruimtetelescoop.
In de daaropvolgende zes dagen waren er geenminder dan 20 botsingen. De grootste hiervan vond plaats op 18 juli, toen fragment G de atmosfeer van Jupiter binnendrong. Deze botsing creëerde een gigantische donkere vlek met een diameter van meer dan 12.000 km (iets kleiner dan de diameter van de aarde) en er werd geschat dat er energie vrijkwam van 6 miljoen megaton TNT. . Dit is ongeveer 600 keer groter dan het hele nucleaire arsenaal van de wereld op dat moment.
Verandering in sporen van de botsing van fragmenten D en G van de komeet in de atmosfeer van Jupiter op Hubble-afbeeldingen. Afbeelding: H. Hammel en NASA
Wetenschappelijke betekenis van de botsing
Hoewel de donkere vlekken van de botsing op Jupiter metverdwenen in de loop van de tijd, boden ze wetenschappers een unieke kans om meer te leren over de samenstelling van de atmosfeer van deze planeet. De fragmenten van de komeet die de atmosfeer in vlogen, doorboorden de bovenste lagen van de wolken en lieten de onderzoekers zien wat eronder verborgen zat.
Spectrografische analyse op basis vanWaarnemingen met de Hubble-telescoop toonden voor het eerst de aanwezigheid aan van diatomische zwavel, koolstofdisulfide, waterstofsulfide en ammoniak in de atmosfeer van de planeet. Tegelijkertijd overschreed de hoeveelheid zwavel die door de instrumenten werd geregistreerd de hoeveelheid die samen met de komeet de planeet had kunnen bereiken, wat betekent dat het uit de ingewanden van Jupiter kwam. Bovendien hebben onderzoekers voor het eerst straling van zware atomen zoals ijzer, magnesium en silicium geregistreerd. Hun aantal was ook groter dan de kern van de komeet kon bevatten.
De gevolgen van de botsing manifesteerden zich binneninenkele jaren na de gebeurtenis zelf en stelde astronomen in staat meer te leren over de eigenschappen van gasreuzen. De rimpelingen op de hoofdring van Jupiter die Galileo na de botsing ontdekte, waren bijvoorbeeld zeventien jaar later nog steeds zichtbaar, toen het ruimtevaartuig New Horizons in 2011 voorbij vloog.
En de waarnemingen van de Herschel-ruimtetelescoop inUit 2013 (bijna twintig jaar na de botsing) bleek dat op het zuidelijk halfrond van Jupiter de waterconcentratie hoger is, en het grootste deel ervan is geconcentreerd op plaatsen waar fragmenten van de komeet zijn gevallen.
Verdeling van water in de stratosfeer van Jupiter, gemeten door het Herschel-ruimteobservatorium. Waterkaart:
ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Jupiter Foto: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
Tegenwoordig weten astronomen dat botsingen metJupiter komt vrij vaak voor. Tientallen jaren later is de fotografietechnologie aanzienlijk verbeterd en maken hobbyisten, die niet worden beperkt door de dure tijd van krachtige telescopen, regelmatig foto's en video's met hoge resolutie van Jupiter. Sinds 2009 zijn er minstens tien inslagen geregistreerd, maar komeet Shoemaker-Levy 9 blijft uniek vanwege zijn omvang. Computersimulaties hebben aangetoond dat objecten met een diameter van 0,3 km ongeveer eens in de 500 jaar met de planeet botsen, en objecten met een grootte van 1,6 km - elke 6000 jaar. Dit spreekt van het extreme geluk van astronomen, die de botsing van zo'n groot object van tevoren konden opmerken en voorspellen.
Lees verder:
Een manier gevonden om de bloedsuikerspiegel te verlagen zonder insuline-injecties
Wetenschappers geloven dat de vorm van het universum niet is wat iedereen denkt
NASA-helikopter toonde zonsondergang op Mars. Het lijkt niet op aarde.
Op de cover: een gecombineerde afbeelding van fragmenten van een komeet en Jupiter. Afbeelding: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) en J. Trauger & R. Evans (straalaandrijvingslaboratorium)