24 березня 1993 року американські астрономи Юджин і Каролін Шумейкери та канадець Девід Леві вперше спостерігали
Через рік після відкриття, у другій половині липня1994 року фрагменти комети увійшли в атмосферу Юпітера. Це було перше зіткнення двох тіл Сонячної системи. Дослідники зафіксували 20 помітних фрагментів діаметром до 2 км, які зіткнулися з планетою зі швидкістю 60 км/с.
Це спостереження мало як наукове значення:вона привернула громадську увагу до небезпеки зіткнення астероїдів та комет із Землею. Через кілька років після зіткнення Голлівуд випустив одразу два фільми про космічні об'єкти, що загрожують Землі — «Армагеддон» та «Зіткнення з безоднею». А вже з кінця 90-х років космічні та дослідні агенції по всьому світу почали працювати над системою для відстеження небезпечних навколоземних об'єктів та попередження зіткнень.
Зміна з часом сліду від однієї з найбільших зіткнень. Зображення: R. Evans, J. Trauger, H. Hammel та HST Comet Science Team
Перша комета, що обертається навколо Юпітера
Група астрономів Шумейкери і Леві були одними зперших дослідників Сонячної системи, які цілеспрямовано шукали астероїди та комети, потенційно небезпечні для Землі. Вони використовували 0,46-метровий телескоп Паломарської обсерваторії для регулярного огляду неба у пошуках нових об'єктів, що прямують у бік нашої планети.
На одному зі знімків, зроблених 24 березня 1993 рокуроку, дослідники виявили яскравий об'єкт, що рухався поблизу Юпітера. Підтверджуючі фотографії у більшій роздільній здатності, зроблені за кілька днів Джимом Скотті з допомогою телескопа, встановленого у Національній обсерваторії Кітт-Пік, показали, що комета була розділена на безліч окремих фрагментів.
Астроном повідомив принаймні про п'ять згущеньу вигляді дуже довгого вузького ланцюжка довжиною приблизно 47 кутових секунд і шириною близько 11 кутових секунд з пиловими слідами, що відходять з двох сторін. Це дало перший натяк на те, що комета D/1993 F2 незвичайна. Крім того, дослідники зазначили, що на знімках нічного неба комета знаходилася лише за 4° від Юпітера. Це могло означати або накладення об'єктів, або те, що комета знаходилася надзвичайно близько до газового гіганта.
Орбітальні дослідження підтвердилипочаткову гіпотезу: на відміну від усіх відомих на той час комет, D/1993 F2 справді була захоплена гравітаційними силами Юпітера і оберталася не навколо Сонця, а навколо цієї гігантської планети. Дослідники розрахували, що комета була захоплена газовим гігантом ще наприкінці 60-х або на початку 70-х років, а 1992 року вона розпалася на кілька шматків, коли наблизилася до планети на відстань менше 120 тис. км.
Серія знімків комети Шумейкерів - Леві 9. Зображення: NASA
Спостереження за зіткненням
Аналіз орбіти показав, що комета ШумейкеровЛеві 9 вріжеться в Юпітер у липні 1994 року. Астрономи заздалегідь розрахували не тільки дату, а й місце зіткнення, тому різні телескопи на Землі і на орбіті і зонди в космосі були готові до спостереження за подією.
Зіткнення тривало кілька днів:з 16 до 22 липня 1994 року. Всі зіткнення відбувалися на звороті планети, яка не була видно спостерігачам. Але уламки врізалися в газовий гігант досить близько до ранкового «термінатора» (лінії світлорозділу, що відокремлює освітлену і темну сторони планети), а тому через оберти через кілька хвилин сліди ударів вже були видно з Землі.
Численні сліди зіткнень з уламками комети в атмосфері Юпітера. Зображення: Hubble Space Telescope Comet Team and NASA
Перше зіткнення сталося 16 липня 1994 року,коли фрагмент А ядра комети врізався у південну півкулю Юпітера зі швидкістю близько 60 км/с. Прилади на «Галілео», який ще тільки рухався у бік Юпітера і знаходився від нього на відстані близько 1,6 а.о., виявили вогненну кулю. Його пікова температура досягла близько 23700 °C, а потім швидко охолодилася до 1230 °C. Для порівняння, нормальна температура верхньої частини атмосфери Юпітера -143 °C. Шлейф від вогняної кулі досяг висоти понад 3 тис. км і виявили космічним телескопом «Хаббл».
Протягом наступних шести днів спостерігалося неменше 20 зіткнень. Найбільше з них сталося 18 липня, коли в атмосферу Юпітера увійшов фрагмент G. Це зіткнення створило гігантську темну пляму діаметром понад 12 000 км (трохи менше діаметра Землі) і, за оцінкою, вивільнило енергію в 6 млн мегатонн у тротиловому еквіві. Це приблизно у 600 разів найбільше світового ядерного арсеналу того часу.
Зміна слідів від зіткнення уламків D та G комети в атмосфері Юпітера на знімках «Хаббла». Зображення: H. Hammel та NASA
Наукове значення зіткнення
Хоча темні плями від зіткнення на Юпітері зічасом зникли, вони надали вченим унікальну нагоду дізнатися більше про склад атмосфери цієї планети. Уламки комети, які влетіли в атмосферу, пробили верхні шари хмар та показали дослідникам, що ховалося під ними.
Спектрографічний аналіз, проведений на основіспостережень телескопа «Хаббл», уперше показав наявність в атмосфері планети двоатомної сірки, сірковуглецю, сірководню та аміаку. При цьому кількість сірки, зафіксована приладами, перевищувала ту, яка могла потрапити на планету разом із кометою, а отже, походили з надр Юпітера. Крім того, дослідники вперше зафіксували випромінювання важких атомів, таких як залізо, магній та кремній. Їхня кількість також була більшою, ніж могло містити ядро комети.
Наслідки зіткнення виявлялися протягомКілька років після події і дозволили астрономам дізнатися більше про властивості газових гігантів. Наприклад, бриж на головному кільці Юпітера, яку після зіткнення зафіксував «Галілео», все ще спостерігалася через 17 років, коли в 2011 році повз пролітав корабель «Нові горизонти».
А спостереження космічного телескопа «Гершель» у2013 року (майже через 20 років після зіткнення) показали, що у південній півкулі Юпітера вища концентрація води, причому більша її частина зосереджена у місцях, куди падали уламки комети.
Розподіл води у стратосфері Юпітера, виміряний космічною обсерваторією «Гершель». Карта води:
ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; Фото Юпітера: NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)
Сьогодні астрономи знають, що зіткнення зЮпітером трапляються досить часто. Через десятиліття технології фотографії значно покращилися і любителі, які не обмежені дорогим часом потужних телескопів, регулярно роблять знімки та відео Юпітера з високою роздільною здатністю. Щонайменше 10 ударів було зафіксовано з 2009 року, але комета Шумейкерів — Леві 9 залишається унікальною через свій розмір. Комп'ютерне моделювання показало, що об'єкти з діаметром 0,3 км стикаються з планетою приблизно раз на 500 років, а ті, чий розмір досягає 1,6 км - кожні 6 тис. років. Це говорить про надзвичайну вдачу астрономів, які змогли заздалегідь помітити та передбачити зіткнення такого великого об'єкту.
Читати далі:
Знайдено спосіб знизити цукор у крові без уколів інсуліну
Вчені вважають, що форма Всесвіту не така, як усі думають
Вертоліт НАСА показав захід сонця на Марсі. Він не схожий на земний
На обкладинці: комбіноване зображення уламків комети та Юпітера. Зображення: NASA, ESA, H. Weaver & E. Smith (STScI) and J. Trauger & R. Evans (Jet Propulsion Laboratory)