Den 24 mars 1993 observerade de amerikanska astronomerna Eugene och Caroline Shoemaker och kanadensaren David Levy för första gången
Ett år efter öppnandet, under andra halvan av juli1994 kom fragment av en komet in i Jupiters atmosfär. Detta var den första observerade kollisionen av två solsystemkroppar. Forskare registrerade 20 distinkta fragment med en diameter på upp till 2 km, som kolliderade med planeten med en hastighet av 60 km/s.
Denna observation var inte bara av vetenskaplig betydelse:hon uppmärksammade allmänheten på faran med att asteroider och kometer kolliderar med jorden. Några år efter kollisionen släppte Hollywood två filmer samtidigt om rymdobjekt som hotar jorden – Armageddon och Deep Impact. Och sedan slutet av 90-talet började rymd- och forskningsbyråer runt om i världen arbeta på ett system för att spåra farliga jordnära objekt och undvika kollisioner.
Förändring över tiden av spåret från en av de största kollisionerna. Bild: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel och HST Comet Science Team
Första kometen som kretsar kring Jupiter
Shoemaker and Levy-gruppen av astronomer var bland dede första upptäcktsresandena i solsystemet som målmedvetet sökte efter asteroider och kometer potentiellt farliga för jorden. De använde Palomar-observatoriets 0,46-meters teleskop för att kontrollera himlen regelbundet och letade efter nya objekt på väg mot vår planet.
På ett av fotografierna tagna den 24 mars 1993år upptäckte forskare ett ljust föremål som rörde sig nära Jupiter. Bekräftande fotografier med högre upplösning tagna under de närmaste dagarna av Jim Scotti med hjälp av ett teleskop vid Kitt Peak National Observatory visade att kometen hade splittrats i många separata fragment.
Astronomen rapporterade minst fem kondensationeri form av en mycket lång smal kedja, cirka 47 bågsekunder lång och cirka 11 bågsekunder bred, med dammspår som sträcker sig från båda sidor. Detta gav den första antydan om att Comet D/1993 F2 var ovanlig. Dessutom noterade forskarna att på natthimlens bilder var kometen bara 4° från Jupiter. Det kan betyda antingen en överlappning av objekt eller att kometen var extremt nära gasjätten.
Orbitalstudier har bekräftatden initiala hypotesen: till skillnad från alla kometer som var kända vid den tiden, fångades D / 1993 F2 verkligen av Jupiters gravitationskrafter och kretsade inte runt solen, utan runt denna gigantiska planet. Forskarna beräknade att kometen fångades av en gasjätte redan i slutet av 60-talet eller början av 70-talet, och 1992 bröts den i flera bitar när den närmade sig planeten på ett avstånd av mindre än 120 tusen km.
En serie bilder av kometen Shoemaker-Levy 9. Bild: NASA
Kollisionsövervakning
En analys av omloppsbanan visade att Comet Shoemaker -Levi 9 kommer att krascha in i Jupiter i juli 1994. Astronomer hade i förväg beräknat inte bara datumet utan också platsen för kollisionen, så en mängd olika teleskop på jorden och i omloppsbana och sonder i rymden var redo att observera händelsen.
Sammandrabbningarna fortsatte i flera dagar:från 16 till 22 juli 1994. Alla kollisioner ägde rum på andra sidan planeten, som inte var synlig för observatörer. Men fragmenten kraschade in i gasjätten tillräckligt nära morgonens "terminator" (skiljelinjen som skiljer de upplysta och mörka sidorna av planeten), och därför, på grund av rotation, efter några minuter, var slagmärkena redan synliga från jorden.
Flera spår av kollisioner med fragment av en komet i Jupiters atmosfär. Bild: Hubble Space Telescope Comet Team och NASA
Den första kollisionen ägde rum den 16 juli 1994,när fragment A av kometens kärna kraschade in i Jupiters södra halvklot med en hastighet av cirka 60 km/s. Instrument på Galileo, som fortfarande rörde sig mot Jupiter och var på ett avstånd av cirka 1,6 AU från den, upptäckte ett eldklot. Dess topptemperatur nådde cirka 23 700 °C och kyldes sedan snabbt till 1 230 °C. Som jämförelse är den normala temperaturen i Jupiters övre atmosfär -143°C. Plymen från eldklotet nådde en höjd av över 3 000 km och upptäcktes av rymdteleskopet Hubble.
Under de kommande sex dagarna fanns det ingamindre än 20 kollisioner. Den största av dessa inträffade den 18 juli, när fragment G kom in i Jupiters atmosfär. Denna kollision skapade en gigantisk mörk fläck med mer än 12 000 km i diameter (något mindre än jordens diameter) och beräknades frigöra energi på 6 miljoner megaton TNT . Detta är ungefär 600 gånger större än hela världens kärnvapenarsenal vid den tiden.
Förändring i spår från kollisionen av fragment D och G av kometen i Jupiters atmosfär på Hubble-bilder. Bild: H. Hammel och NASA
Vetenskaplig betydelse av kollisionen
Även om de mörka fläckarna från kollisionen på Jupiter medförsvann med tiden, gav de forskare en unik möjlighet att lära sig mer om sammansättningen av atmosfären på denna planet. Fragmenten av kometen som flög in i atmosfären genomborrade molnens övre lager och visade forskarna vad som gömde sig under dem.
Spektrografisk analys baserad påobservationer av Hubble-teleskopet visade för första gången närvaron av diatomiskt svavel, koldisulfid, vätesulfid och ammoniak i planetens atmosfär. Samtidigt översteg mängden svavel som registrerades av instrumenten den som kunde ha nått planeten tillsammans med kometen, vilket betyder att den kom från Jupiters tarmar. Dessutom registrerade forskare för första gången strålning från tunga atomer som järn, magnesium och kisel. Deras antal var också större än vad kometens kärna kunde innehålla.
Konsekvenserna av kollisionen visade sig inombordsflera år efter själva händelsen och gjorde det möjligt för astronomer att lära sig mer om gasjättarnas egenskaper. Till exempel var krusningarna på Jupiters huvudring som Galileo upptäckte efter kollisionen fortfarande synliga 17 år senare, när rymdfarkosten New Horizons flög förbi 2011.
Och observationerna av Herschel Space Telescope i2013 (nästan 20 år efter kollisionen) visade att på Jupiters södra halvklot är koncentrationen av vatten högre, och det mesta är koncentrerat till platser där fragment av kometen föll.
Fördelning av vatten i Jupiters stratosfär, mätt av Herschel rymdobservatoriet. Vattenkarta:
ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Jupiter Foto: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
Idag vet astronomer att kollisioner medJupiter händer ganska ofta. Decennier senare har fotograferingstekniken förbättrats avsevärt och hobbyister, som inte begränsas av den dyra tiden med kraftfulla teleskop, tar regelbundet högupplösta bilder och videor av Jupiter. Minst 10 nedslag har registrerats sedan 2009, men Comet Shoemaker-Levy 9 förblir unik på grund av sin storlek. Datorsimuleringar har visat att föremål med en diameter på 0,3 km kolliderar med planeten ungefär en gång vart 500:e år, och de vars storlek når 1,6 km - vart 6:e tusen år. Detta talar om astronomernas extrema tur, som kunde märka och förutsäga kollisionen av ett så stort föremål i förväg.
Läs mer:
Hittade ett sätt att sänka blodsockret utan insulininjektioner
Forskare tror att universums form inte är vad alla tror
NASAs helikopter visade solnedgången på Mars. Det ser inte ut som jorden.
På omslaget: en kombinerad bild av fragment av en komet och Jupiter. Bild: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) och J. Trauger & R. Evans (Jet Propulsion Laboratory)