Шумейкер леви 9

D/1993 F2 (Шумейкеров — Леви)

D/1993 F2 (Shoemaker-Levy)


Комета Шумейкеров — Леви 9,
представлявшая собой цепочку фрагментов

Открытие

Первооткрыватель

Юджин и Каролина Шумейкеры,
Дэвид Леви

Дата открытия

24 марта 1993 года

Альтернативные обозначения

Характеристики орбиты

Эпоха 2449480,5
(8 мая 1994)

Эксцентриситет

0,216209

Большая полуось (a)

6.864795 а. е.

Перигелий (q)

5,380563 а. е.

Афелий (Q)

8,349026 а. е.

Период обращения (P)

17,99 a

Наклонение орбиты

6,0033°

Последний перигелий

24 марта 1994 года

Следующий перигелий

упала на Юпитер

Информация в Викиданных ?

Медиафайлы на Викискладе

Комета Шуме́йкеров — Ле́ви 9 (D/1993 F2) — короткопериодическая комета, ставшая первым (и до июля 2009 года единственным) небесным телом, чьё падение на Юпитер (июль 1994) было зафиксировано астрономами. Этот случай стал первым наблюдавшимся столкновением двух небесных тел Солнечной системы.

Открытие

Комета была открыта 24 марта 1993 года в обсерватории Маунт Паломар супругами Юджином и Каролиной Шумейкер и Дэвидом Леви. Она уже в момент открытия представляла собой цепочку фрагментов. Расчёты показали, что до своего открытия, 7 июля 1992 года, комета прошла в 15 000 км от облачного покрова Юпитера, и приливные силы раздробили её на 21 отдельный фрагмент, размерами до 2 км в поперечнике, растянувшиеся цепочкой на 200 тыс. км.

Параметры перед столкновением

В начале 1994 года комета имела следующие параметры орбиты: перигелий 5,381 а. е.; эксцентриситет 0,216; наклонение орбиты к эклиптике 6° 00′; аргумент перицентра 354° 53′; долгота восходящего узла 220° 32′; средняя аномалия 242,7°; сидерический период 18,0 лет. Абсолютная звёздная величина кометы 6m.

До столкновения комета вращалась вокруг Юпитера (в отличие от большинства комет, вращающихся вокруг Солнца) по орбите с крайне высоким эксцентриситетом (0,998 на 1993 год), с апоцентром около 0,33 а.е. (50 млн км). Компьютерное моделирование показало, что комета, возможно, находилась на орбите Юпитера около 20 лет, однако достоверность этого вывода находится под вопросом.

Столкновение с Юпитером

Южное полушарие Юпитера со множественными пятнами — следами столкновенийПоверхность Юпитера после столкновенияЦепь кратеров Энки на поверхности Ганимеда (на снимке) служит свидетельством того, что в большинстве случаев непосредственно перед столкновением с планетой или её спутником комета разрывается силой притяжения этой планеты на части

При очередном сближении с планетой в июле 1994 года все фрагменты кометы врезались в атмосферу Юпитера со скоростью 64 км/с, вызвав мощные возмущения облачного покрова (наблюдалось 21 столкновение, так как некоторые фрагменты до падения распались). Падение фрагментов происходило с 16 по 22 июля. Падение кометы было предсказано и наблюдалось как с Земли, так и из космоса. Точки падения фрагментов находились в южном полушарии Юпитера, на противоположном по отношению к Земле полушарии, поэтому сами моменты падения визуально наблюдались только аппаратом «Галилео», находившимся на расстоянии 1,6 а. е. от Юпитера. Однако возмущения в атмосфере Юпитера, возникшие после падения, наблюдались с Земли после поворота Юпитера вокруг своей оси.

Первый фрагмент A вошёл в атмосферу Юпитера в 20:16 UTC 16 июля. При этом возникла вспышка с температурой 24 000 К, облако газов поднялось на высоту до 3000 км, в результате оно стало наблюдаемым с Земли.

Наиболее крупный фрагмент G столкнулся с атмосферой 18 июля в 7:34 UTC. В результате через несколько часов в атмосфере возникло тёмное пятно диаметром 12 000 км (близко к диаметру Земли), оценённое энерговыделение составляло 6 млн мегатонн в тротиловом эквиваленте (в 750 раз больше всего ядерного потенциала, накопленного на Земле).

> См. также

  • Падение на Юпитер небесного тела (2009)

Примечания

  1. Второй удар по Юпитеру
  2. IAU Circular No. 5725
  3. Freqently Asked Questions about the Collision of Comet Shoemaker-Levy 9 with Jupiter (англ.) (недоступная ссылка). Архивировано 25 февраля 2013 года.

Ссылки

Космос

Выдающийся современный американский ученый, специалист в отрасли небесной механики, директор Бюро астрономических телеграмм Международного астрономического союза, профессор Брайен Марсден назвал эту комету «камикадзе». Так в Японии во время войны называли летчиков-смертников.
Эту необычную комету открыли известные искатели и исследователи комет Каролина и Юджин Шумейкеры и Девид Леви.

Отмеченные наблюдатели в ночь на 18 марта 1993 г. сфотографировали несколько участков звездного неба с помощью 46-см телескопа Шмидта на обсерватории Маунт Паломар. На одном из негативов в участке созвездия Девы они заметили необычный диффузный объект 14 звездной величины, очень сильно вытянутый в длину, почти на 1 минуту дуги, в направлении на восток. Длина объекта была в несколько раз большая, чем ширина, что кажется невозможным для объекта, который находился на таком же расстоянии от Солнца, как и Юпитер (сам Юпитер, а это наибольшая планета Солнечной системы, имеет видимый диаметр 40″). По наблюдениям Джима Скотти на обсерватории Китт Пиков (США) с помощью 0.91-м рефлектора «Спейсвоч», что значит «Служба космоса», объект действительно имел вытянутую форму размером и находился на расстоянии 40 от Юпитера. Известная открывательница комет и астероидов Елеонор Гелин нашла комету на негативе, который она получила 19 марта с помощью 0.46-м телескопа Шмидта на Паломари, того самого телескопа, на котором открыли комету ее коллеги, а 31 марта она вместе с Реем Бамбери и Дональдом Гамильтоном при помощи электронной камеры, установленной на 60-дюймовом рефлекторе Паломарской обсерватории, получила фотографию кометы, на которой было четко видно, что вытянутое изображение кометы объясняется наличием нескольких вторичных кометных ядер, расположенных на одной прямой линии, которые образовались вследствие разрушения большего ядра родительской кометы. Гелин назвала объект за его внешний вид «бриллиантовой ниткой», потому что он действительно напоминал бриллианты на нитке. Однако уже 28 марта на снимках, полученных Дж.Скотти, можно было насчитать 11 вторичных ядер. Еще более поразительный снимок был получен 31 марта 1993 г. на Гавайской обсерватории астрономами Джейн Луу и Доном Джюиттом с помощью 2.2-м телескопа, на котором уже было заметно 21 вторичное кометное ядро. Это уже был настоящий «кометный поезд», как назвали разрушенную комету наблюдатели этого редкого феномена.

Вычисления показали, что орбита кометы была эллиптической, почти круговой, расположенной вблизи от орбиты Юпитера. Вследствие тесного сближения с Юпитером она была захвачена в гравитационные «объятия» планеты-великана и превратилась в спутник Юпитера с периодом вращения вокруг планеты 2 года. Двигаясь в поле притяжения Юпитера, комета пролетела 7 июля 1992 г. над внешними слоями его атмосферы на расстоянии меньше 50 тыс. км от юпитерианских облаков. Как говорят астрономы, комета глубоко проникла в зону Роша, внутри которой большие приливные силы разорвали первичное ядро кометы, радиус которого был приблизительно 10 км, на многочисленные вторичные фрагменты. Теперь каждое вторичное ядро стало самостоятельной кометой со своей головой и хвостом. Это хорошо видно на гавайском снимке. После выхода из места непосредственной близости к Юпитеру разрушенная комета попала в поле зрения телескопа нескольких наблюдателей, которые фотографировали участки звездного неба поблизости от гигантской планеты. И вот здесь ее впервые заметили Шумейкеры и Леви.
Известные специалисты по небесной механике американцы Брайен Марсден и Дональд Йоманс, а также итальянец Андреа Карузи, исследовали дальнейшее движение кометы и показали, что в интервале между 16 и 22 июля 1994 г. комета Шумейкера-Леви столкнется с Юпитером! Это уникальное событие взволновало весь ученый мир. И не удивительно, ведь подобные столкновения ядер комет с Землей неоднократно происходили как в далеком прошлом, так и относительно недавно, в 1908 г., когда над бассейном Подкаменной Тунгуски взорвалось в атмосфере Земли 100-метровое ледяное ядро неизвестной кометы или, как считают некоторые астрономы, обломок ядра кометы Енке.

Понятно, что вследствие огромной массы Юпитера, которая в 318 раз превышает массу Земли, это столкновение для Юпитера не могло иметь глобальных последствий, таких, например, как его раскол на отдельные части или заметное изменение орбиты. Уникальным событием в космосе очень заинтересовался известный физик-теоретик, «отец» водородной бомбы Едвард Теллер. Согласно его расчетам, при столкновении наибольшего из вторичных ядер кометы (около 3 км) «кометного поезда» с планетой-великаном выделится колоссальная энергия, которая будет эквивалентна энергии взрыва 10 млрд. мегатонн тринитротолуол, или энергии сотен миллионов Тунгуских метеоритов (энергия, которая выделилась при взрыве Тунгуского тела в 1908 г. в районе речки Подкаменной Тунгуски, равнялась 2060 мегатонн тринитротолуола).
В 1993-1994 гг. астрономы затратили немало усилий, чтобы выполнить большую комплексную программу наблюдений кометы Шумейкера-Леви как с Земли, так и из космоса при помощи Космического телескопа Хаббла, ультрафиолетового спутника IUE и приборов, установленных на межпланетной космической станции «Галилео». Было получено много снимков всех ядер кометы Шумейкера-Леви-9 (сначала их было 21). На многих снимках кометы хорошо видно весь кометный поезд со своими вторичными ядрами, расположенными на одной прямой.
И вот наступили горячие дни для астрономов неделя с 16 по 22 июля 1994 г. Но еще до этого на многих обсерваториях мира, которые имели в своем арсенале мощные телескопы с диаметром зеркала не меньше чем 100 см, велись наблюдения за 21 вторичным ядром разрушенной кометы. Вследствие разрушения двух больших ядер Q на Q2 и Ql и Р на Р2 и Р1, вторичных ядер стало больше на 2, т.е. стало 23, но потом некоторые ядра перестали быть видимыми: J, которое исчезло в декабре 1993 г., М, что исчезло еще в июле 1993 г., и «пасынок» ядра Р ядро Р1, которое исчезло в марте 1994 г. Эти фрагменты, конечно, никуда не исчезли, а превратились в большие разжиженные газопылевые облака, которые уже не наблюдались ни с Земли, ни из космоса, но если бы сконденсировать каким-то образом это разжиженное вещество, то можно было бы опять увидеть эти «исчезнувшие» ядра J, М и Р1. В конечном итоге после таких событий в комете-поезде осталось 20 «вагонов», станцией назначения которых было Южное полушарие Юпитера. Телескопические и космические наблюдения за «кометой-поездом» осуществлялись для того, чтобы получить наиболее точные орбиты каждого из ядер от А к W, а это было необходимо для уточнения моментов падения каждого фрагмента на Юпитер. В июле 1994 г. эти моменты были определены с точностью до нескольких минут.

В Киевском университете была реализована программа фотоэлектрического и фотографического патрулирования Юпитера и Европы и Ганимеда на 50- и 70-см телескопах. Очень интересными оказались наблюдения за спутниками Юпитера Европой и Ио, которые проводили с помощью спектрофотометра, установленного на 50-см рефлекторе в поселке Лесники, астрономы В.В.Клещонок, И.В.Реут и К.И.Чурюмов. В течение недели было зарегистрировано три вспышки один на Европе 16 июля при падении фрагмента А на планету и еще два 20 июля во время падения двойного фрагмента Q. Эти вспышки хорошо видно на полученной астрономами регистограмме. Первая вспышка произошла 16 июля в 20 ч. 10 мин. 38 сек. по мировому (гринвическому) времени, или в 22 ч. 10 м. 38 сек. по киевскому. Момент зарегистрированной нами вспышки на Европе практически совпадает с вычисленными небесными механиками (20 ч. 11 м. 00 сек.). Вторая зарегистрированная нами вспышка на Ио произошла в 19 ч. 32 м. 09 сек. (мировое время) и имел длительность около 3 сек. Этот момент отличается на 12 м. от рассчитанного момента падения вторичного ядра кометы Q2 на Юпитер и вдвое превышает интервал погрешностей. Автором было сделано предположение, что эта вспышка является проявлением падения на Юпитер невидимого фрагмента кометы, который можно назвать ядром Q3, или протяжного облака пыли, которое предшествовало вторичному ядру Q2. Третья вспышка, также от Ио, наблюдалась 20 июля в 19 ч. 48 м. 10 сек., что достаточно близко (в пределах погрешности) от рассчитанного времени падения Q2 на Юпитер и почти точно совпадает с моментом вспышки на Ио, который одновременно с нами было зарегистрировано также на Ватиканской обсерватории астрономами-монахами Консолмане и Менаром. Таким образом, две зарегистрированных нами вспышки спутников дают наиболее точные моменты падения двух ядер А и Q2 на Юпитер. А это, в свою очередь, позволяет уточнить элементы орбит этих фрагментов кометы Шумейкера-Леви-9, исследовать эволюцию их орбит, которая поможет дать ответ на вопрос о происхождении этой уникальной кометы: или она была выброшена Юпитером из облака Эпика-Оорта, образовалась ли в системе Юпитера вследствие мощных вулканических процессов на одном из его спутников? Уникальный факт регистрации киевскими астрономами светового эха от Ио привлек внимание многих наблюдателей падения кометы на Юпитер. Руководитель международной программы по наблюдениям феномена столкновения кометы с Юпитером профессор Мерилендского университета Майк А.Гирн в своей обзорной речи на 22-й Генеральной ассамблее Международного астрономического союза (MAC) в Гааге 20 августа 1994 г. дал высокую оценку этим наблюдениям. На основании параметров этих вспышек нами были оценены диаметры вторичных ядер А и Q2. Допустив, что плотность кометного вещества имеет порядок 0.3 г/см3, мы определили, что диаметр ядра А равен 1.3 км, а Q2 600 м.

Падение вторичных ядер кометы Шумейкера-Леви-9 на Юпитер происходило точно по небесно-механическому расписанию. 16 июля вечером упало только одно ядро А, а уже в течение 17 июля в атмосфере планеты погибло еще четыре ядра В, С, D и E; 18 июля в атмосфере планеты взорвались ядра F, G и Н. 19 июля с Юпитером теоретически столкнулись три ядра: J (точнее, его газопылевое облако), К и L. Сразу шесть ядер М (его газопылевое облако), N, P2, Р1 (его пылевое облако), Q2 и Q1 погибли в атмосфере Юпитера 20 июля. 21 июля еще четыре ядра R, S, Т и U погибли в атмосфере Юпитера, а 22 июля последние два ядра V и W прекратили свое существование при столкновении с Юпитером. Но уже вечером 17 июля наблюдатели, в т.ч. многочисленные любители астрономии, вооруженные даже школьными телескопами и биноклями, увидели поразительную картину: Южное полушарие планеты укрылось заметными черными кляксами следами падения отдельных фрагментов кометы Шумейкера-Леви-9 на планету. Еще более грандиозная картина появилась перед глазами наблюдателей, когда упали ядра F, G, Н, К, L, P2, Q2 и Q1. Никогда с дня применения Галилеем телескопа в 1610г. полоса на широте -45° южной широты на Юпитере не имела такого фантастического вида: на светлом фоне атмосферы планеты выделялись новые структуры — черные кляксы, которые образовались в результате взрыва вторичных ядер кометы Шумейкера-Леви-9 в облачном слое атмосферы планеты. Клякса, которая образовалась от взрыва ядра А, имела диаметр 10000 км, что немногим меньше диаметра нашей Земли. Наибольшее по размерам пятно образовалось при падении в планетную атмосферу ядра L. Также в этом пятне было открыто свечение атомов элемента лития, который никогда до этого не наблюдался ни в кометах, ни на Юпитере. На мой взгляд, литий, который наблюдался в спектре пятна L, принадлежит к кометному веществу и именно к центральным участкам кометного ядра. Это дает основание считать вторичное ядро L центральным фрагментом первичного ядра кометы Шумейкера-Леви-9 до ее разделения на 21 фрагмент. Кроме лития, во многочисленных спектрах пятен на Юпитере были также отождествленные эмиссии атомов натрия, магния, марганца, железа, кремния и серы; свечения молекул аммиака, угарного газа, воды, H2S, CS, CS2, S, метана СН4, С2Н2, С2Н6 и других соединений. Многие из этих соединений наблюдались в кометах и раньше, однако линии лития увидели впервые. Выявление лития в кометах имеет важный смысл для усовершенствования модели внутреннего строения кометных ядер, а также для правильного понимания процессов нуклеогенезиса в первичном околосолнечном протопланетном облаке.

Еще один поразительный эффект наблюдался после падения на Юпитер и взрыва в его атмосфере вторичного фрагмента К кометы Шумейкера-Леви-9. Через 45 м. после этого события вокруг северного и южного полюсов Юпитера появились искусственные полярные сияния. Это произошло вследствие того, что кометное вещество при столкновении с атмосферой планеты со скоростью 65 км/с превратилось в плазму, которая, двигаясь вдоль силовых линий магнитного поля Юпитера, достигла полярных участков и, бомбардируя атмосферу планеты, возбудила в ее верхних слоях свечение отдельных молекул, т.е. искусственное полярное сияние.
Многих людей мира «тревожной» недели июля 1994 г. волновал вопрос: как повлияет падение кометы Шумейкера-Леви-9 на Землю. Но поскольку Юпитер находится в 5 раз дальше от Солнца чем Земля, катастрофа, которая случилась на Юпитере, на Землю никак не повлияла. Однако, ровно через три года после падения наибольшего ядра G на Юпитер, 18 июля 1997 года, Юджин Шумейкер погиб в автомобильной катастрофе при лобном столкновении его автомобиля во время путешествия супругов Шумейкеров по Северной Австралии. Юджин был за рулем, а Каролина сидела рядом. Юджин погиб мгновенно, Каролина получила тяжелые ранения, но врачи, которые провели сложную операцию в одном из австралийских госпиталей, спасли ей жизнь. Профессор Юджин Шумейкер, на счете которого 32 кометы, открытые им вместе с коллегами в течение 1983-1994 гг., погиб так же, как и открытая им вместе с Каролиной и Девидом Леви знаменитая комета Шумейкера-Леви-9 в результате столкновения на большой скорости с другим телом. Разница только в том, что комета погибла в далеком космосе, а один из ее первооткрывателей на Земле. Прах выдающегося ученого Юджина Шумейкера был развеян в том же месяце, а 12 февраля 2001 г. космический аппарат «Шумейкер» осуществил посадку на астероид Ерос это была первая в истории науки посадка искусственного зонда на астероид.
К.И.Чурюмов, доктор физ.-мат. наук,
заведующий лабораторией физики комет,
профессор Киевского национального университета
имени Тараса Шевченко,
Заслуженный работник народного образования Украины

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *