Vijfentwintig jaar geleden, de mensheid was voor het eerst getuige van een botsing tussen een komeet en een planeet. Van 16 tot 22 juli 1994, enorme stukken van de komeet Shoemaker-Levy 9 (SL9), een jaar eerder ontdekt, crashte in Jupiter gedurende meerdere dagen, het creëren van enorme, donkere littekens in de atmosfeer van de planeet en verheven oververhitte pluimen in de stratosfeer.

De SL9-impact gaf wetenschappers de kans om een ​​nieuw hemelfenomeen te bestuderen. Het was ook een wake-up call dat er nog steeds grote botsingen plaatsvinden in het zonnestelsel - per slot van rekening als Jupiter kwetsbaar was, misschien is de aarde te. Als de komeet in plaats daarvan de aarde had geraakt, het had een wereldwijde atmosferische ramp kunnen veroorzaken, net als de impactgebeurtenis die 65 miljoen jaar geleden de dinosaurussen wegvaagde.

"Schoenmaker-Levy 9 was een soort stomp in de maag, " zei Heidi Hammel, die met de Hubble-ruimtetelescoop van NASA de waarnemingen van de komeet in zichtbaar licht leidde en nu de uitvoerend vice-president is bij de Association of Universities for Research in Astronomy AURA (die de interface van astronomen naar Hubble beheert). "Het heeft ons begrip versterkt van hoe belangrijk het is om toezicht te houden op onze lokale buurt, en om te begrijpen wat het potentieel is voor toekomstige effecten op aarde."

kometen, kosmische sneeuwballen van bevroren gassen, rots en stof die om de zon draaien, zijn slechts één type object dat grote schade kan aanrichten aan planetaire lichamen. Asteroïden - de rotsachtige, luchtloze overblijfselen die zijn overgebleven van de vorming van ons zonnestelsel - zijn een andere. Ter ere van Wereld Asteroïde Dag, 30 juni, we kijken terug op dit historische Shoemaker-Levy 9-evenement, wat ons leerde hoe belangrijk het is om uit te kijken naar mogelijke effecten.

De komeet ontdekken

Astronomen Carolyn en Eugene Shoemaker en David Levy ontdekten komeet SL9 in maart 1993. De Shoemakers waren al een bekend komeetontdekt astronomisch duo, 32 kometen samen of afzonderlijk hebben ontdekt in hun loopbaan. Berekeningen gaven aan dat de komeet, uiteengevallen in grote stukken (sommige meer dan een halve mijl breed) door de zwaartekracht van de planeet, was in een baan om Jupiter en zou in juli 1994 inslaan.

Het nieuws bracht de astronomische gemeenschap in een razernij - dit was een kans om daadwerkelijk een impact te observeren. Andere planeten en manen zijn bedekt met kraters, maar we hadden nog nooit een impact zien gebeuren. Op aarde, wetenschappers hadden onlangs bevestigd dat veel van onze eigen kraters zijn ontstaan ​​door inslagen in plaats van door vulkaanuitbarstingen, zoals de 1,6 kilometer brede Meteor Crater in Arizona, en de 93 mijl brede (150 km brede) Chicxulub-krater in de Golf van Mexico. De SL9-impact met Jupiter zou een buitengewone kans zijn om te bestuderen hoe de impact een planeet beïnvloedde.

De astronomen van de wereld hadden een jaar om zich voor te bereiden op de inslag, zoveel telescopen op de grond over de hele wereld deden mee aan de campagne. Deze inspanning omvatte NASA's Infrared Telescope Facility (IRTF) die bovenop Maunakea op Hawai'i's Big Island zit. NASA ontving uiteindelijk ook gegevens van twee van zijn ruimtevaartuigen, het Galileo-ruimtevaartuig - dat al op weg was naar Jupiter na de lancering in 1989 - en de Hubble-ruimtetelescoop.

"De inslagen van Shoemaker-Levy 9 brachten komeetonderzoekers samen, Jupiter atmosfeer experts, en astronomen, die samenkwamen om te vragen:"Hoe gaan we deze gebeurtenis observeren?", zei Kelly Fast, programmamanager voor NASA's Near Earth Object Observations Program. Voor de SL9-effecten, Fast was gestationeerd op de IRTF tijdens haar eerste observatierun. "Het was echt essentieel om die kennisgeving van tevoren te plannen, omdat het ons de mogelijkheid gaf om te optimaliseren hoe deze waarnemingen kunnen worden gedaan om ons de beste wetenschap te geven."

Astronomen verzamelden zich bij de IRTF in Hawaï om zich voor te bereiden op de inslag. de telescoop, die eind jaren 70 werd gebouwd om de Voyager-missies naar de buitenste planeten te ondersteunen, is gevoelig voor warmte, dus de afbeeldingen toonden enorme heldere plekken waar de komeetfragmenten Jupiter insloegen.

"Normaal denk je aan het zonnestelsel als statisch, je ziet deze grote veranderingen niet allemaal tegelijk gebeuren, " zei John Rayner, directeur van de IRTF, die tijdens de impact op het personeel van IRTF was. "Maar om plotseling deze effecten te zien, deze enorme heldere vlekken die verschenen op de grootste planeet in ons zonnestelsel, was heel bijzonder."

Hoe verbazingwekkend de waarnemingen ook waren van de IRTF en talrijke observatoria op de grond, die telescopen van de aarde zagen de inslagen niet echt gebeuren omdat ze plaatsvonden aan de "nacht" -kant van Jupiter. Pas toen de planeet ronddraaide, kregen telescopen op de grond de gevolgen van de inslag te zien.

Maar NASA's Galileo-ruimtevaartuig had een plaats op de eerste rij voor het evenement. Op het moment van de gevolgen, Galileo was op weg om Jupiter en zijn manen te bestuderen, en naderen met de juiste geometrie om getuige te zijn van de fragmenten van SL9 die tegen de gasreus botsen. Van 238 miljoen kilometer (148 miljoen mijl) verwijderd, het ruimtevaartuig begon foto's te maken.

De beste beelden, Hoewel, kwam uit Hubble, die onlangs cruciale reparaties had ondergaan tijdens zijn eerste onderhoudsmissie. Boven de atmosfeer van de aarde, met zijn camera met hoge resolutie, Dankzij de voortreffelijke beeldkwaliteit van Hubble konden wetenschappers de pluimen volgen die op de wolkentoppen van Jupiter groeiden en instortten. Langzaam, terwijl de planeet ronddraaide, donkere littekens werden onthuld in de atmosfeer waar de komeetfragmenten waren ingeslagen. Astronomen zagen uitdijende golven van donker materiaal, de vormen van de pluimen, en details in de puinvelden van de explosies met ongeëvenaarde details. Hubble-persconferenties werden de hele week minstens één keer per dag gehouden, zodat het publiek kon volgen wanneer nieuwe beelden binnenkwamen.

Hammel herinnert zich dat hij aanvankelijk sceptisch was dat Hubble überhaupt iets zou zien, omdat de komeet zo klein was in vergelijking met de immense gasplaneet. Toen de beelden naar beneden kwamen, ze sliep amper dagenlang.

"Ik was verbaasd, en toen was ik opgetogen, "zei ze. Het was zo opmerkelijk om betrokken te zijn bij een project waarvan ik wist dat het ons begrip van Jupiter zou veranderen, en ons begrip van effecten in het zonnestelsel veranderen."

Impactwetenschap

Wetenschappers over de hele wereld observeerden de nasleep van de 21 fragmenten die de atmosfeer van Jupiter insloegen. Elke inslag verhief materiaal dat terugspat in de atmosfeer van Jupiter, het creëren van puin dat fungeerde als markeringen voor wetenschappers op aarde om de winden van Jupiter te bestuderen. Voorafgaand aan het evenement, het volgen van wolken was de belangrijkste manier om te zien hoe de atmosfeer van de gasreus materiaal over de planeet transporteerde. Maar materiaal als ammoniak en waterstofcyanide dat van diep onder de bovenste wolken van Jupiter de stratosfeer in werd gestuwd, gaf wetenschappers een manier om de wind te volgen terwijl die moleculen rond de planeet werden geblazen. Zelfs vandaag, wetenschappers kunnen nog steeds de veranderingen in waterstofcyanide in de atmosfeer van Jupiter detecteren door de inslagen.

Waarnemingen waren ook in staat om basisimpactmodellen te verfijnen en ons meer te vertellen, in het algemeen, over hoe deeltjes na een impact door een atmosfeer worden getransporteerd. Omdat we effecten niet in het echte leven kunnen testen, behalve op zeer kleine schaal, alsof je een kiezelsteen in een rotsblok in een laboratorium schiet - de SL9-inslagen boden wetenschappers een natuurlijk experiment waarmee ze konden bestuderen hoe enorme inslagen een groot lichaam zoals een planeet beïnvloeden. Het bestuderen van de impact van SL9 op Jupiter hielp wetenschappers hun modellen te versterken van wat er zou kunnen gebeuren als een komeet of asteroïde de aarde zou raken.

Een wake-up call voor de mensheid

Vóór de SL9-impact, de term "planetaire verdediging" bestond niet. Tegenwoordig, er zijn veel teams van wetenschappers die objecten in de buurt van de aarde (NEO's) volgen:asteroïden die zich binnen 30 miljoen mijl (50 miljoen kilometer) van de baan van de aarde bevinden. Maar in het midden van de jaren negentig, slechts een paar teams (inclusief de Shoemakers) waren op zoek naar asteroïden in het binnenste zonnestelsel.

In het jaar voor de inslag, een studieteam bij de luchtmacht onder leiding van Lindley Johnson, nu NASA's eerste (en tot nu toe, alleen) Planetaire Defensie Officer, hadden geprobeerd hun leiderschap ervan te overtuigen dat het vinden en volgen van NEO's een onderdeel zou moeten zijn van de ruimte-situational awareness-missie van de luchtmacht. Toen bleek dat SL9 op ramkoers met Jupiter lag, Johnson's onderzoek werd een belangrijk element in het onderzoek van de luchtmacht naar toekomstige ruimtecapaciteiten.

Tegen 1998, Het congres - beïnvloed door Eugene Shoemaker en andere wetenschappers die pleitten voor NEO-onderzoek en met Hubble-beelden van de verwoesting van Jupiter vers in hun geheugen - gaf NASA officieel opdracht om 90% van de asteroïden in onze hemelse omgeving van 1 kilometer of groter te vinden. Tegen eind 2010 NASA had dat doel bereikt. Nutsvoorzieningen, het bureau werkt aan het identificeren van ten minste 90% van de asteroïden tussen 450-3, 000 voet (140-1, 000 meter) breed, en ze zijn ongeveer een derde van de weg daarheen.

"Het evenement Shoemaker-Levy 9 heeft ons laten zien dat we tegenwoordig kwetsbaar zijn voor schokken, niet alleen in het verre verleden, "zei Johnson. "Deze impactgebeurtenissen vinden nu plaats in het zonnestelsel, en we moeten ons best doen om gevaarlijke objecten te vinden voordat ze dreigend gevaar lopen de aarde te raken."