เมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 1993 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน Eugene และ Carolyn Shoemaker และ David Levy ชาวแคนาดาได้สังเกตการณ์เป็นครั้งแรก
หนึ่งปีหลังจากการค้นพบในช่วงครึ่งหลังของเดือนกรกฎาคม 1994 ชิ้นส่วนของดาวหางเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีนักวิจัยบันทึกชิ้นส่วนที่แตกต่าง 20 ชิ้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 2 กม. ซึ่งชนกับดาวเคราะห์ด้วยความเร็ว 60 กม. / วินาที
ข้อสังเกตนี้ไม่เพียงแต่มีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น:เธอดึงดูดความสนใจของสาธารณชนถึงอันตรายของดาวเคราะห์น้อยและดาวหางที่ชนโลก ไม่กี่ปีหลังจากการปะทะกัน ฮอลลีวูดเปิดตัวภาพยนตร์สองเรื่องพร้อมกันเกี่ยวกับวัตถุอวกาศที่คุกคามโลก - Armageddon และ Deep Impact และตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษที่ 90 เป็นต้นมา หน่วยงานด้านอวกาศและการวิจัยทั่วโลกได้เริ่มทำงานเกี่ยวกับระบบสำหรับติดตามวัตถุอันตรายใกล้โลกและหลีกเลี่ยงการชนกัน
เปลี่ยนรอยตามกาลเวลาจากการชนที่ใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่ง ภาพ: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel และทีม HST Comet Science
ดาวหางดวงแรกโคจรรอบดาวพฤหัสบดี
กลุ่มนักดาราศาสตร์ Shoemaker และ Levy เป็นหนึ่งในนั้นนักสำรวจคนแรกของระบบสุริยะที่ตั้งใจค้นหาดาวเคราะห์น้อยและดาวหางที่อาจเป็นอันตรายต่อโลก พวกเขาใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 0.46 เมตรของหอดูดาวพาโลมาร์สำรวจท้องฟ้าเป็นประจำ มองหาวัตถุใหม่ที่มุ่งหน้ามายังโลกของเรา
ในภาพหนึ่งที่ถ่ายเมื่อวันที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2536หนึ่งปี นักวิจัยค้นพบวัตถุสว่างเคลื่อนที่ใกล้ดาวพฤหัสบดี ภาพถ่ายยืนยันที่มีความละเอียดสูงกว่าซึ่งถ่ายในอีกไม่กี่วันข้างหน้าโดยจิม สก็อตติ โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาวแห่งชาติคิตต์พีค แสดงให้เห็นว่าดาวหางถูกแยกออกเป็นชิ้นส่วนต่างๆ มากมาย
นักดาราศาสตร์รายงานการควบแน่นอย่างน้อยห้าครั้งในรูปของโซ่แคบที่ยาวมาก ยาวประมาณ 47 อาร์ควินาที และกว้างประมาณ 11 อาร์ควินาที โดยมีรอยฝุ่นทอดยาวจากทั้งสองด้าน นี่เป็นสัญญาณแรกที่บ่งบอกว่าดาวหาง D/1993 F2 มีความผิดปกติ นอกจากนี้ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าในภาพท้องฟ้ายามค่ำคืน ดาวหางอยู่ห่างจากดาวพฤหัสบดีเพียง 4° เท่านั้น นี่อาจหมายถึงการทับซ้อนกันของวัตถุหรือดาวหางอยู่ใกล้กับก๊าซยักษ์มาก
การศึกษาเกี่ยวกับวงโคจรได้รับการยืนยันแล้วสมมติฐานเริ่มต้น: ไม่เหมือนกับดาวหางทุกดวงที่รู้จักกันในเวลานั้น D / 1993 F2 ถูกจับโดยแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีและไม่ได้หมุนรอบดวงอาทิตย์ แต่รอบดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้ นักวิจัยคำนวณว่าดาวหางถูกจับโดยก๊าซยักษ์ในช่วงปลายยุค 60 หรือต้นยุค 70 และในปี 1992 ดาวหางแตกออกเป็นหลายชิ้นเมื่อเข้าใกล้โลกในระยะทางน้อยกว่า 120,000 กม.
ชุดภาพของดาวหางชูเมกเกอร์-เลวี่ 9 ภาพ: NASA
การตรวจสอบการชน
จากการวิเคราะห์วงโคจรพบว่า Comet Shoemaker -Levi 9 จะพุ่งชนดาวพฤหัสบดีในเดือนกรกฎาคม 1994 นักดาราศาสตร์ได้คำนวณล่วงหน้าไม่เพียงแต่วันที่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงตำแหน่งของการชนด้วย ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์ต่างๆ บนโลกและในวงโคจร และยานสำรวจในอวกาศจึงพร้อมที่จะสังเกตการณ์เหตุการณ์นี้
การปะทะกันดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายวัน:ตั้งแต่วันที่ 16 ถึง 22 กรกฎาคม 2537 การชนทั้งหมดเกิดขึ้นที่ด้านไกลของดาวเคราะห์ ซึ่งผู้สังเกตการณ์มองไม่เห็น แต่ชิ้นส่วนดังกล่าวชนเข้ากับก๊าซยักษ์ใกล้กับเวลาเช้า "เทอร์มิเนเตอร์" (เส้นแบ่งระหว่างด้านสว่างและด้านมืดของดาวเคราะห์) และด้วยเหตุนี้เนื่องจากการหมุน หลังจากผ่านไปไม่กี่นาที รอยกระแทกจึงปรากฏให้เห็นแล้วจาก โลก.
ร่องรอยการชนกับชิ้นส่วนของดาวหางหลายดวงในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี ภาพ: กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ทีมดาวหางและ NASA
การชนกันครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2537เมื่อชิ้นส่วน A ของนิวเคลียสของดาวหางพุ่งชนซีกโลกใต้ของดาวพฤหัสบดีด้วยความเร็วประมาณ 60 กม./วินาที เครื่องมือบนยานกาลิเลโอซึ่งยังคงเคลื่อนที่ไปทางดาวพฤหัสบดีและอยู่ห่างจากมันประมาณ 1.6 หน่วยดาราศาสตร์ ตรวจพบลูกไฟ อุณหภูมิสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 23,700 °C และเย็นลงอย่างรวดเร็วถึง 1,230 °C สำหรับการเปรียบเทียบ อุณหภูมิปกติของบรรยากาศชั้นบนของดาวพฤหัสบดีคือ -143°C ขนนกจากลูกไฟสูงถึง 3,000 กม. และตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
หกวันต่อมาไม่มีเลยชนกันไม่ต่ำกว่า 20 ครั้ง ครั้งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม เมื่อชิ้นส่วน G เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี การชนครั้งนี้ทำให้เกิดจุดมืดขนาดยักษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 12,000 กม. (เล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกเล็กน้อย) และคาดว่าจะปล่อยพลังงาน 6 ล้านเมกะตันของทีเอ็นที . ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าคลังแสงนิวเคลียร์ทั่วโลกประมาณ 600 เท่าในขณะนั้น
ร่องรอยการเปลี่ยนแปลงจากการชนกันของเศษ D และ G ของดาวหางในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบนภาพถ่ายฮับเบิล ภาพ: H. Hammel และ NASA
ความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ของการชนกัน
แม้ว่าจุดด่างดำจากการชนบนดาวพฤหัสบดีด้วยหายไปตามกาลเวลา ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีโอกาสพิเศษในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนี้ ชิ้นส่วนของดาวหางที่บินขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศได้ทะลุผ่านชั้นเมฆด้านบนและแสดงให้นักวิจัยเห็นสิ่งที่ซ่อนอยู่ภายใต้พวกมัน
การวิเคราะห์ทางสเปกโตรกราฟีตามการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลเป็นครั้งแรกเผยให้เห็นการมีอยู่ของไดอะตอมมิกซัลเฟอร์ คาร์บอนไดซัลไฟด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และแอมโมเนียในชั้นบรรยากาศของโลก ในเวลาเดียวกัน ปริมาณกำมะถันที่เครื่องมือบันทึกไว้นั้นเกินกว่าปริมาณที่สามารถไปถึงโลกพร้อมกับดาวหางได้ ซึ่งหมายความว่ามันมาจากบาดาลของดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยบันทึกรังสีจากอะตอมหนัก เช่น เหล็ก แมกนีเซียม และซิลิคอน จำนวนพวกมันก็มากกว่านิวเคลียสของดาวหางที่จะมีอยู่ด้วย
ผลที่ตามมาของการปะทะกันแสดงออกมาภายในหลายปีหลังจากเหตุการณ์นั้น และอนุญาตให้นักดาราศาสตร์เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของดาวก๊าซยักษ์ ตัวอย่างเช่น ระลอกคลื่นบนวงแหวนหลักของดาวพฤหัสบดีที่กาลิเลโอตรวจพบหลังจากการชนยังคงมองเห็นได้ในอีก 17 ปีต่อมา เมื่อยานอวกาศนิวฮอไรซันส์บินผ่านในปี 2554
และการสังเกตการณ์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเฮอร์เชลในพ.ศ. 2556 (เกือบ 20 ปีหลังการชน) แสดงให้เห็นว่าในซีกโลกใต้ของดาวพฤหัสมีความเข้มข้นของน้ำสูงกว่า และส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในจุดที่เศษของดาวหางตกลงมา
การกระจายของน้ำในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ของดาวพฤหัส วัดโดยหอสังเกตการณ์อวกาศเฮอร์เชล แผนที่น้ำ:
อีเอสเอ/เฮอร์เชล/ที. Cavalié et al.; ภาพถ่ายดาวพฤหัสบดี: NASA/ESA/Reta Beebe (มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวเม็กซิโก)
ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ทราบแล้วว่าการชนกับดาวพฤหัสบดีเกิดขึ้นค่อนข้างบ่อย หลายทศวรรษต่อมา เทคโนโลยีการถ่ายภาพได้พัฒนาไปอย่างมาก และผู้ชื่นชอบงานอดิเรกซึ่งไม่ได้ถูกจำกัดด้วยกล้องโทรทรรศน์ทรงพลังราคาแพง มักจะถ่ายภาพและวิดีโอที่มีความละเอียดสูงของดาวพฤหัสบดีเป็นประจำ มีการบันทึกผลกระทบอย่างน้อย 10 ครั้งตั้งแต่ปี 2009 แต่ Comet Shoemaker-Levy 9 ยังคงเป็นเอกลักษณ์เนื่องจากขนาดของมัน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าวัตถุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 กม. ชนกับโลกทุกๆ 500 ปีและวัตถุที่มีขนาดถึง 1.6 กม. ทุกๆ 6,000 ปี สิ่งนี้พูดถึงความโชคดีของนักดาราศาสตร์ที่สามารถสังเกตเห็นและทำนายการชนของวัตถุขนาดใหญ่ดังกล่าวได้ล่วงหน้า
อ่านเพิ่มเติม:
พบวิธีลดน้ำตาลในเลือดโดยไม่ต้องฉีดอินซูลิน
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ารูปร่างของเอกภพไม่ได้เป็นอย่างที่ทุกคนคิด
เฮลิคอปเตอร์ของ NASA แสดงพระอาทิตย์ตกบนดาวอังคาร ดูไม่เหมือนดิน
บนหน้าปก: ภาพรวมของชิ้นส่วนของดาวหางและดาวพฤหัสบดี ภาพ: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) และ J. Trauger & อาร์ อีแวนส์ (ห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่น)