Sari la conținut

Cometa Shoemaker-Levy 9

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
D/1993 F2 (Shoemaker–Levy)

Imagine a Cometei Shoemaker–Levy 
19 fragmente ale cometei fotografiate la 17 mai 1994 de Telescopul Spațial Hubble
Tipcometă  Modificați la Wikidata
Descoperire
Descoperită deCarolyn Shoemaker
Eugene M. Shoemaker
David Levy
Data descoperirii24 martie 1993
Caracteristici ale orbitei
Afeliu8,349026 UAi  Modificați la Wikidata
Periheliu5,380563 UAi  Modificați la Wikidata
Axa semi-majoră6,864795 UAi  Modificați la Wikidata
Excentricitate0,216209  Modificați la Wikidata
Înclinație94,2 °  Modificați la Wikidata
Modifică text Consultați documentația formatului

Cometa Shoemaker-Levy 9 (oficial desemnată prin D/1993 F2 și uneori prescurtat sub forma SL9) este o cometă care s-a dislocat la apropierea sa de planeta Jupiter, apoi a intrat în coliziune cu aceasta, în luna iulie 1994. Cometa a furnizat prima observație directă a unei coliziuni din afara Pământului cu obiecte ale Sistemului solar. Aceasta a generat o mare acoperire mediatică, iar cometa a fost urmărită cu atenție de astronomi din lumea întreagă. Coliziunea a adus noi informații privitoare la planeta Jupiter și a subliniat rolul acestei planete în reducerea rămășițelor spațiale din Sistemul solar.

Cometa a fost descoperită de astronomii Carolyn și Eugene M. Shoemaker, David Levy și Philippe Bendjoya. Cu puțin timp înainte de a fi capturată de orbita lui Jupiter, cometa a fost reperată în noaptea de 24 martie 1993, pe o fotografie luată cu telescopul Schmidt de 40 cm al Observatorului Astronomic de pe Muntele Palomar din California. Este prima cometă observată pe orbita din jurul unei planete și fusese probabil capturată de aceasta cu 20–30 de ani mai devreme.

Calculele au arătat că forma fragmentară neobișnuită acestei comete este legată de o precedentă apropiere de Jupiter în iulie 1992. În această perioadă, orbita cometei Shoemaker-Levy 9 a trecut limita lui Roche a lui Jupiter și forțele mareice ale lui Jupiter au condus la fragmentarea cometei în diferite bucăți. Ca urmare, cometa a fost observată ca o serie de fragmente mergând până la 2 km diametru. Aceste fragmente au intrat în coliziune cu emisfera sudică a lui Jupiter, între 16 și 22 iulie 1994, la o viteză de circa 60 km/s. În cursul acestui eveniment, importantele « cicatrici » lăsate de impacturile fragmentelor cometei erau mai vizibile decât celebra mare pată roșie și au persistat timp de câteva luni.

Descoperirea

Astronomii Shoemaker, Levy și Bendjoya au descoperit cometa Shoemaker-Levy 9 în noaptea de 24 martie 1993, pe când urmau un program de observații care vizau descoperirea unor obiecte din apropierea Pământului. Cometa apărea pe o fotografie luată cu telescopul Schmidt de 0,4 m al Observatorului de pe Muntele Palomar, în California[1]. Cometa a fost, prin urmare, descoperită întâmplător, însă a eclipsat, cu repeziciune, rezultatele programului lor de observații[2].

Cometa Shoemaker-Levy 9 este a noua cometă periodică (perioada este de 200 de ani sau mai puțin) descoperită de Shoemaker și Levy, de unde denumirea sa. Este a unsprezecea lor descoperire de comete, cu cele două comete neperiodice, pentru care utilizează o nomenclatură diferită. Descoperirea a fost anunțată în Circulara UAI nr. 5725 din 27 martie 1993[3] · [4].

Prima imagine a cometei Shoemaker-Levy 9 indică faptul că deja este neobișnuită, întrucât prezintă mai multe nuclee într-o regiune alungită de vreo 50 de secunde de arc, lungime, și 10 secunde de arc lărgime. Brian Marsden de la Biroul Central al UAI a scris că în acea perioadă cometa se afla la doar 4 grade de Jupiter văzută de pe Pământ și că totul putea să fie efectul direct al unei linii de vedere, mișcarea sa proprie sugerând că era fizic aproape de planeta uriașă. Din acest motiv, el a emis ipoteza că deplasarea cometei este alterată de gravitatea lui Jupiter[2].

Cometă care orbitează în jurul lui Jupiter

Studiile orbitale ale noii comete scot în evidență că era pe orbită în jurul lui Jupiter mai degrabă decât al Soarelui, contrar tuturor celorlalte comete cunoscute în această perioadă. Orbita sa era foarte slab legată de Jupiter, având o perioadă de vreo doi ani și o distanță maximă față de Jupiter de 0,33 de unități astronomice. Orbita sa eliptică în jurul planetei era foarte excentrică (e = 0,9986)[5].

Calculul mișcării orbitale a cometei scoate în evidență că ea se afla pe orbită în jurul lui Jupiter de un oarecare timp. Ea a fost capturată, foarte probabil, pornind de la o orbită solară la începutul anilor 1970, deși captura putea să fi avut loc încă de la mijlocul anilor 1960[6]. Alți observatori au găsit imagini ale cometei dinainte de cea prezentată la 24 martie, de exemplu, Kin Endate pe o fotografie expusă la 15 martie, Satoru Ōtomo la 17 martie cât și o echipă condusă de Eleanor Helin pornind de la imagini datând din 19 martie[4]. Însă nicio imagine precedând luna martie 1993 nu a fost găsită. Înainte ca să fi fost capturată cometa de către Jupiter, ea era o cometă de scută perioadă cu o periapsidă chiar în interiorul orbitei lui Jupiter și o apoapsidă în interiorul centurii de asteroizi[7].

Volumul spațiului în care un obiect este considerat pe orbită în jurul lui Jupiter este definit de sfera lui Hill a lui Jupiter (sau sfera lui Roche). Când cometa a trecut în proximitatea lui Jupiter la sfârșitul anilor 1960 sau la începutul anilor 1970, ea s-a găsit aproape de afeliul său și s-a situat atunci ușor în sfera lui Hill a lui Jupiter. Marea forță de gravitație a lui Jupiter a condus cometa spre planetă. Din cauza foartei slabei sale deplasări în raport cu Jupiter, cometa s-a îndreptat direct spre planetă, ceea ce explică pentru ce ea s-a deplasat pe o orbită de puternică excentricitate (elipsa este foarte aplatizată)[8].

Cometa a trecut, se pare, foarte aproape de Jupiter la 7 iulie 1992, la ceva mai mult de 40.000 km de culmea norilor planetei - distanță mai mică decât raza lui Jupiter, care este de circa 70.000 de kilometri și în orbita lui Metis, satelitul cel mai apropiat de Jupiter cât și în limita lui Roche a planetei, în interiorul căreia forțele mareice sunt destul de puternice pentru a dezorganiza sau rupe cometa, menținută doar de gravitate[8]. Deși cometa nu s-a apropiat de Jupiter în trecut, întâlnirea din 7 iuliepare să fie de departe cea mai apropiată, iar fragmentarea cometei s-a produs probabil în acel moment. Fiecare fragment al cometei a fost desemnat printr-o literă a alfabetului, de la fragmentul A la fragmentul W, metodă folosită precedent pentru cometele îmbucătățite.[9].

O caracteristică interesantă pentru astronomii specialiști ai planetelor este faptul că cele mai bune soluții orbitale sugerează că Shoemaker-Levy 9 va trece la 45.000 de kilometri de centrul lui Jupiter, o distanță inferioară razei planetei, ceea ce înseamnă că există o foarte mare probabilitate ca Shoemaker-Levy 9 să intre în coliziune cu Jupiter în luna iulie 1994. Studiile sugerează de asemenea că seria de fragmente trebuie să intre în atmosfera lui Jupiter într-o perioadă de circa cinci zile.[8].

Previziuni de coliziune

Descoperirea unei comete susceptibile să intre în coliziune cu Jupiter au suscitat o mare agitație în rândul comunității astronomice și mai ales, întrucât astronomii n-au mai văzut niciodată până atunci două corpuri importante ale Sistemului solar să intre în coliziune. Numeroase studii ale cometei au fost întreprinse, iar atunci când orbita a fost precizată, posibilitatea unei coliziuni a devenit o certitudine. Coliziunea trebuia să fie o ocazie unică pentru oamenii de știință să observe interiorul atmosferei lui Jupiter întrucât coliziunile, în principiu, provoacă erupții de materie începând de la straturile atmosferice care sunt de obicei ascunse de nori[5].

Astronomii estimează că fragmentele vizibile ale cometei variază de la câteva sute de metri la câțiva kilometri diametru, ceea ce sugerează că Shoemaker-Levy 9, la originea sa putea avea un nucleu mai mare decât al cometei Hyakutake, devenită foarte strălucitoare când a trecut prin apropierea Pământului, în 1996. Una dintre dezbaterile care au precedat coliziunea era de a ști dacă efectele de impact ale acestor mici corpuri vor fi vizibile de pe Pământ, în afara unui flash când se vor fi dezintegrat ca și meteoriții uriași.[10].

Unii cercetători sugerau că efectele impactururilor se vor traduce prin unde seismice care se propagă de-a lungul planetei, prin creșterea ceții stratosferice pe planetă din cauza prafului degajat în timpul impactului, cât și o creștere a masei inelelor lui Jupiter. Însă, dat fiind faptul că observația unei asemenea coliziuni era până atunci fără precedent, astronomii erau prudenți în previziunile pe care le făceau în privința efectelor din timpul acestui eveniment[5].

Impacturi

Jupiter fotografiat în ultraviolet, la circa 2,5 ore după impactul fragmentului Robyn. Punctul negru de pe partea de sus este un satelit al planetei Jupiter, care tranzitează prin fața planetei.

Nerăbdarea crește la apropierea datei prevăzute pentru coliziuni, iar astronomii și-au pregătit telescoapele terestre în vederea observațiilor lui Jupiter. Mai multe observatoare spațiale fac același lucru, îndeosebi telescopul spațial Hubble, satelitul german Rosat pentru observații în raze X și mai ales sonda spațială Galileo, atunci aflată în drum pentru o întâlnire cu Jupiter prevăzută pentru 1995. Impacturile au avut loc pe partea lui Jupiter care nu era vizibilă de pe Pământ, dat sonda Galileo, situată la o distanță de 1,6 ua de planetă, este în măsură să vadă. În afară de aceasta, rotația rapidă a lui Jupiter a permis să arate siturile de impact observatorilor pământeni câteva minute după coliziune[11].

Două alte sonde spațiale au făcut și ele observații în momentul impactului: sonda spațială Ulysses, concepută la origine pentru observații solare, este orientată spre Jupiter pornind de la amplasamentul la distanța de 2,6 ua și îndepărtata sondă Voyager 2, situată la 44 ua de Jupiter, pe punctul de a părăsi Sistemul solar, după întâlnirea cu planeta Neptun, în 1989, este programată să înregistreze emisiunile radio din gama de la 1 la 390 kHz[12].

Imagini luate de Hubble după primul impact; jetul de materie se ridică dincolo de discul lui Jupiter.

Primul impact s-a produs la 16 iulie 1994, la orele 20 și 13 minute UTC, când «fragmentul A» a lovit atmosfera sudică a lui Jupiter cu o viteză de circa 60 km/s[13]. Instrumentele aflate la bordul sondei Galileo au detectat atunci un bulgăre de foc care a atins un vârf de temperatură de vreo 24.000 K (când temperatura medie a culmii norilor lui Jupiter este apropiată de 130 K) apoi s-a întins și după 40 de secunde, temperatura a scăzut repede la aproape 1.500 K. Jetul bulgărelui de foc a atins rapid o înălțime de peste 3.000 km[14]. La câteva minute după ce a detectat bulgărele de foc, Galileo a detectat o nouă creștere a căldurii, probabil legată de materia ejectată în urma recăderilor pe planetă. Observatorii tereștri au putut detecta bulgărele de foc care se ridica dincolo de discul planetei, la puțin timp după impactul inițial[15].

Astronomii se așteptau să vadă bulgări de foc în urma impacturilor, dar ei nu știau dacă efectele atmosferice ale impacturilor vor fi vizibile de pe Pământ. Observatorii au văzut apoi apărând o enormă pată neagră după primul impact. Urma întunecată a fost vizibilă și cu ajutorul telescoapelor de mică dimensiune și se întindea pe aproape 6.000 km (cam cât este raza Pământului). Această pată și punctele întunecate care au urmat sunt interpretate ca fiind rămășițe ale impactului și sunt, în mod clar, asimetrice, formând cornuri în direcția impactului[16].

În cursul următoarele șase zile, 21 de impacturi au fost înregistrate, între care, cel mai important a survenit la 18 iulie, la ora 7 și 33 de minute UTC, când «fragmentul G» a lovit planeta Jupiter. Acest impact a creato pată întunecată uriașă de peste 12.000 km lățime, iar energia echivalentă eliberată este estimată la șase teratone de TNT (de 600 de ori arsenalul nuclear mondial)[17].

Cele două impacturi din 19 iulie, la interval de 12 ore, au lăsat urme de impact de dimensiuni similare celei provocate de « fragmentul G », iar impacturile au continuat până în 22 iulie, când « fragmentul W » a lovit planeta[18].

Fragmente

Iată cele 23 de fragmente mari

Fragmentele Data coliziunii
A 16/07/1994
B 17/07/1994
C 17/07/1994
D 17/07/1994
E 17/07/1994
F 18/07/1994
G 18/07/1994
H 18/07/1994
J 19/07/1994
K 19/07/1994
L 19/07/1994
M 20/07/1994
N 20/07/1994
P1 20/07/1994
P2 20/07/1994
Q1 20/07/1994
Q2 20/07/1994
R 21/07/1994
S 21/07/1994
T 21/07/1994
U 21/07/1994
V 22/07/1994
W 22/07/1994

Observații și descoperiri

Studii chimice

Petele întunecate indică locurile de impact pe emisfera sudică a lui Jupiter.

Observatorii sperau că impactele le vor da o primă vedere de ansamblu a ceea ce se ascunde sub norii lui Jupiter, dar fragmentele cometei au proiectat, în atmosfera înaltă, o cantitate de materie mică. Studiile spectrografice au scos la iveală linii de absorbție în spectrul jupiterian legate de disulfură (S2) și de disulfură de carbon (CS2), prima lor detectare pe Jupiter și doar a doua detectare pe un corp ceresc. Au fost detectate și alte molecule, precum amoniac (NH3) și hidrogen sulfurat (H2S). Cantitatea de sulf obținută este mult mai ridicată decât cea la care se așteptau cercetătorii într-un mic nucleu de cometă, ceea ce arată că materia provenind de pe Jupiter este prezentă. Moleculele conținând oxigen, cum este dioxidul de sulf, nu au fost totuși detectate, spre surprinderea astronomilor.[19].

În afară de aceste molecule, emisiunea atomilor grei, cum sunt fierul, magneziul și siliciul, este detectată, în concentrații compatibile cu ceea ce poate să se găsească într-un nucleu cometar. O cantitate importantă de apă a fost detectată de spectroscopie, dar mai puțină decât cea prevăzută, ceea ce înseamnă că fie stratul de apă situa sub nori și era mai subțire decât cel prevăzut, fie fragmentele cometare n-au pătruns atât de profund[20]. Slaba cantitate de apă a fost confirmată mai târziu de sonda Galileo, care a explorat, în mod direct, atmosfera lui Jupiter.

Referințe și note

  1. ^ en Comet Shoemaker-Levy Background.
  2. ^ a b en [ http://www2.jpl.nasa.gov/sl9/news81.html] Eugene Shoemaker (1928-1997) – Biography, de Brian Marsden.
  3. ^ en IAU 5725 circular (1993), IAU Central Bureau for Astronomical Telegrams, Harvard-Smithsonian - Center for Astrophysics.
  4. ^ a b en D/1993 F2 Shoemaker-Levy 9, de Gary W. Kronk.
  5. ^ a b c en FAQ -What will be the effect of the collision? de Dan Burton, Stephen F. Austin State University.
  6. ^ en Comet P/Shoemaker-Levy's Collision with Jupiter: Covering HST's Planned Observations from Your Planetarium (International Planetarium Society Conference Astronaut Memorial Planetarium & Observatory Cocoa, Florida), de Rob Landis.
  7. ^ en Pre-Impact Orbital Evolution of P/Shoemaker-Levy 9, de L.A. Benner.
  8. ^ a b c en Clark R. Chapman, Comet on target for Jupiter, In „Nature”, volume 363, iunie 1993.
  9. ^ en M. Festou, H. U. Keller, Harold A. Weaver, Comets II, University of Arizona Press, 2004, p.301; total 745 de pagini, ISBN 0816524505, ISBN 9780816524501.
  10. ^ en FAQ -Can I see the effects with my telescope?, de Dan Burton, pe site-ul Stephen F. Austin State University.
  11. ^ en D.K. Yeomans, Periodic Comet Shoemaker-Levy 9 (1993), In: IAU Circulars, Smithsonian Astrophysical Observatory, volume 5909, decembrie 1993 [1].
  12. ^ en Ulysses and Voyager 2, de David R. Williams, pe site-ul National Space Science Data Center.
  13. ^ en Comet Shoemaker-Levy 9 Collision with Jupiter, pe site-ul National Space Science Data Center.
  14. ^ en Terry Z. Martin, Shoemaker-Levy 9: Temperature, Diameter and Energy of Fireballs, In: Bulletin of the American Astronomical Society, volume 28, September 1996, p. 1085, Spre text online.
  15. ^ en P.R. Weissman, Galileo NIMS Direct Observation of the Shoemaker-Levy 9 Fireballs and Fall Back, in: Abstracts of the Lunar and Planetary Science Conference,, volume 26, martie 1995, p. 1483, Spre text online.
  16. ^ en H.B. Hammel, The Spectacular Swan Song of Shoemaker-Levy 9, in: 185th AAS Meeting, American Astronomical Society, volume 26, December 1994, p. 1425 Spre text online.
  17. ^ en What were some of the effects of the collisions?, de Dan Bruton, Texas A&M University.
  18. ^ en Comet Crash Impact Times Request, de Don Yeomans, Paul Chodas, Site al Jet Propulsion Laboratory.
  19. ^ en K.S. Noll, MA McGrath, LM Trafton, SK Atreya, JJ Caldwell, HA Weaver, RV Yelle, C. Barnet, S. Edgington, HST Spectroscopic Observations of Jupiter Following the Impact of Comet Shoemaker-Levy 9, in: Science, volume 267, Nr. 5202, martie 1995, pp. 1307-1313, Spre lucrare online.
  20. ^ en Zhong-Wei Hu, Yi Chu, Kai-Jun Zhang, On Penetration Depth of the Shoemaker-Levy 9 Fragments into the Jovian Atmosphere, in: Earth, Moon, and Planets, volumul 73, Nr. 2, mai 1996, pp.147–155 Spre text online.
Portal icon Portal Astronomie

Legături externe

Commons
Commons
Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de Cometa Shoemaker-Levy 9
Stub icon Acest articol despre astronomie este un ciot. Puteți ajuta Wikipedia prin completarea sa.
Adus de la https://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Cometa_Shoemaker-Levy_9&oldid=7927101