bélyegkép|300px|A Hubble űrteleszkóp képe a Shoemaker–Levy 9 darabjairól, 1994. május 17-én
A Shoemaker–Levy 9 (rövidítve: SL9, D/1993 F2) egy üstökös volt, amely a Jupiterrel ütközött 1994-ben, elsőként adva közvetlen lehetőséget két naprendszerbeli objektum ütközésének megfigyelésére (nem számítva a Föld és más objektumok ütközését). Az esemény jelentős figyelmet kapott a médiában és az SL9-et világszerte számos csillagász figyelte meg. Az üstökös számos felfedezéssel szolgált a Jupiterről és annak légköréről, valamint rávilágított a Jupiter szerepére a belső Naprendszerben megtalálható űrszemét mennyiségének csökkentésében.
Az üstököst Carolyn és Eugene Merle Shoemaker, valamint David Levy csillagász fedezte fel. A Shoemaker–Levy 9-re 1993. március 24-én éjjel figyeltek fel a kaliforniai Palomar Obszervatórium 0,4 méteres Schmidt teleszkópjával készült fotón. A korábban felfedezett üstökösöktől eltérően az SL9 nem a Nap, hanem a Jupiter körül keringett.
Az SL9 darabokból állt, melyek átmérője elérhette a 2 kilométert és feltehetően a Jupiter árapályereje szakította szét 1992 júliusában, amikor túl közel került a bolygóhoz. Ezek a darabok 1994. július 16. és 22. között csapódtak be a Jupiter déli féltekéjén, megközelítőleg 60 km/s sebességgel. A legnagyobb becsapódások nyomai az ütközés után hónapokig megfigyelhetőek voltak a Jupiteren és leírások szerint láthatóbbak voltak a Nagy Vörös Foltnál.
Felfedezése A Shoemaker–Levy 9-et 1993. március 24-én éjjel találta meg a Shoemaker házaspár és Levy, a kaliforniai Palomar Obszervatórium 0,4 méteres Schmidt teleszkópjával készült fotón, miközben egy programot vezettek a földközeli objektumok feltérképezésére. Más, korábban felfedezett üstökösöktől eltérően az SL9 nem a Nap, hanem a Jupiter körül keringett. Így bár az üstökös felfedezése váratlan volt, hamarosan elhomályosította az eredeti megfigyelési program eredményeit.
Nevének megfelelően az SL9 volt a 9. rövid periódusú üstökös (200 év vagy annál rövidebb keringési idejű üstökös), melyet a Shoemaker házaspár és Levy fedezett fel, bár összességében a 11., mivel korábban két, nem rövid periódusú üstököst is felfedeztek, melyeknek más az elnevezési rendszere.
A Jupiter körül keringő üstökös bélyegkép|jobbra|150px|A Jupiterről és az üstökösről készült montázs, mely a becsapódás viszonylagos arányait és szögét mutatja
Az új üstökös keringési pályájának tanulmányozása hamar kimutatta, hogy az SL9 a korábban felfedezett üstökösöktől eltérően nem a Nap, hanem a Jupiter körül keringett. Pályája a Jupiterhez csak gyengén kötődött, nagyjából 2 éves keringési idővel, a Jupitertől mért legnagyobb távolsága (apojove) pedig 0,33 csillagászati egység (CSE) (49,4 millió km). A bolygó körüli pályája erősen excentrikus volt (e = 0,9986).
Az üstökös mozgásának visszakövetése felfedte, hogy egy ideje már a Jupiter körül kering. Legvalószínűbbnek az tűnik, hogy a Nap körüli pályáról a 70-es évek elején fogta be a Jupiter gravitációja, bár ez legkorábban a 60-as évek közepén is megtörténhetett.Landis R. R. (1994) A P/Shoemaker-Levy ütközése a Jupiterrel: a Hubble tervezett megfigyelései a planetáriumodból, a Nemzetközi Planetáriumi Társaság konferenciájának jegyzőkönyvéből, melyet az Astronaut Memorial Planetarium & Observatoryban tartottak a floridai Cocoában 1994. július 10. és 16. között 1993 márciusánál korábbi felvételt nem sikerült találni. Mielőtt befogta a Jupiter, valószínűleg egy rövid periódusú üstökös volt, a Jupiter pályáján belüli aphéliummal és a kisbolygóövön belüli perihéliummal.Benner L. A. M., McKinnon W. B. (1994), Pre-Impact Orbital Evolution of P/Shoemaker-Levy 9, Kivonat a 25. A Hold és Bolygók Tudományos Konferenciájáról, melyet a texasi Houstonban tartottak 1994. március 14. és 18. között, 93. oldal
A bolygófigyelő csillagászok számára az egyik legizgalmasabb tény az volt, hogy az előrejelzések szerint az üstökös -rel a Jupiter középpontjától fog elhaladni, ez a távolság viszont kisebb, mint a gázóriás sugara, ami pedig azt jelenti, hogy nagy volt a valószínűsége, hogy az SL9 1994 júliusában össze fog ütközni a Jupiterrel. A tanulmányok szerint az üstökös darabjai egy ötnapos periódus alatt lépnének be a Jupiter atmoszférájába.
Előrejelzések az ütközésről Annak felfedezése, hogy az üstökös valószínűleg ütközik a Jupiterrel, csillagász körökben és azon kívül is nagy izgalmat okozott, mivel a csillagászok azelőtt soha nem tudták két jelentős naprendszerbeli égitest ütközését megfigyelni. Intenzíven tanulmányozták az üstököst, így a pálya egyre pontosabb előrejelzése nyomán biztossá vált az ütközés. Az ütközés egyedülálló lehetőséggel kecsegtetett a tudósok számára a Jupiter légkörébe való betekintésre, mivel várható volt, hogy a becsapódások nyomán olyan rétegekből lövellnek ki anyagok, melyek általában a felhőzet alatt rejtőznek.
A csillagászok becslései szerint az SL9 látható darabjainak mérete néhány száz métertől két kilométerig terjedt, ami alapján az eredeti üstökösmag nagyjából 5 kilométeres lehetett – valamivel nagyobb a Hyakutake-üstökösnél, amely 1996-ban a Föld közelében haladt el. Előzetesen az egyik nagy vita arról folyt, hogy ilyen kis égitestek ütközésének hatásai észlelhetők-e a Földről, eltekintve attól a villanástól, amit az óriási meteorokhoz hasonló széthullásuk okoz.
Egyéb, az ütközés miatt várható hatások voltak a bolygón végighaladó szeizmikus hullámok, a sztratoszférában lévő por mennyiségének megnövekedése, illetve a Jupiter gyűrűrendszerének tömegnövekedése. Mivel azonban egy ilyen ütközés megfigyelése eddig példa nélküli volt, a csillagászok óvatosak voltak a tekintetben, hogy az esemény mely hatásokat tárhatja fel.
Becsapódások bélyegkép|balra|A Jupiter ultraibolya színben (kb. 2,5 órával az „R” üstökösdarab becsapódása után)
Az ütközések előre jelzett időpontjához közeledve nagy volt a várakozás és a csillagászok felkészítették távcsöveiket a Jupiter megfigyelésére. Számos űrbeli obszervatórium tette ugyanezt, köztük a Hubble űrtávcső, a ROSAT röntgenmegfigyelő műhold és főként a Galileo űrszonda, amely a Jupiterhez tartott, hogy 1996-ban elérje azt. Míg az ütközések a Jupiternek a Földről nem látható oldalán következtek be, a Galileo 1,6 csillagászati egység távolságra a bolygótól képes volt a becsapódásokat azok megtörténtekor megfigyelni. A Jupiter gyors forgása a becsapódások helyszínét néhány perccel az ütközések után tette láthatóvá a földi megfigyelők számára.
Két további műhold figyelte meg a becsapódásokat. Az Ulysses űrszondát, melyet eredetileg a Nap megfigyelésére terveztek, a Jupiter felé irányították 2,6 CSE távolságról. A távoli Voyager–2 szondát, mely 44 CSE-re a Jupitertől úton volt a Naprendszer elhagyására a Neptunusz bolygóval való 1989-es találkozása után, az 1–390 kHz frekvenciatartományba eső rádiójelek keresésére programozták be.
bélyegkép|jobbra|150px|A Hubble felvételei az első becsapódások tűzgolyóiról
Az első becsapódás 1994. július 16-án, a koordinált világidő (UTC) szerint 20:15-kor történt, amikor az üstökösmag „A” darabja a Jupiter déli félgömbjébe ütközött, megközelítőleg 60 km/s sebességgel. A Galileo műszerei alapján a becsapódás következtében keletkezett tűzgolyóWeissman P. R., Carlson R. W., Hui J., Segura M. E., Smythe W. D., Baines K. H. (1995), Galileo NIMS Direct Observation of the Shoemaker-Levy 9 Fireballs and Fall Back, Kivonat A Hold és Bolygók Tudományos Konferenciájáról, 26. kötet, 1483. oldal az átlagos 130 K-ről -re növelte a légkör felső rétegének hőmérsékletét, mely aztán gyorsan (40 mp alatt) visszahűlt 1500 K-re. A tűzgolyó magassága elérte a 3000 km-t.Martin T. Z. (1994), Shoemaker-Levy 9: Temperature, Diameter and Energy of Fireballs, DPS meeting #28, Bulletin of the American Astronomical Society, 28. kötet, 1085. oldal Pár perccel később további hőmérsékletemelkedéseket mértek.
A csillagászok számítottak az ütközéskor keletkező tűzgolyókra, de előzetesen nem tudták, a Földről mennyire lesznek észlelhetők ezek az atmoszferikus jelenségek. A megfigyelők az első ütközés után hamarosan egy hatalmas sötét foltot láttak. A folt még egészen kis távcsövekkel is látható volt, mérete kb. (a Föld átmérőjének körülbelül fele). Ez és a későbbi sötét foltok, melyeket vélhetően az ütközések törmelékei okozták, meglehetősen aszimmetrikusak voltak és a becsapódás irányából félhold alakot alkottak.
Az elkövetkező 6 napban 21 különálló becsapódást figyeltek meg, melyek közül a legnagyobb július 18-án 07:34 UTC-kor következett be, amikor az üstökösmag „G” darabja elérte a légkört. Ez egy -es sötét foltot hagyott maga után, és a becslések szerint energiát szabadított fel, ami a világ nukleáris arzenáljának 750-szerese.
Jupiter, a „kozmikus porszívó” Az SL9 becsapódása kiemelte a Jupiter szerepét mint a belső Naprendszer „kozmikus porszívója”. A tanulmányok szerint a bolygó erős gravitációs hatása oda vezet, hogy sok kis üstökös és aszteroida összeütközik vele. A Jupiter üstökösökkel való ütközéseiről azt tartják, hogy 2–8-szor gyakoribbak, mint a Föld esetében.Collisional probability of periodic comets with the terrestrial planets – an invalid case of analytic formulation Nakamura T., Kurahashi H. (1998), Astronomical Journal, v. 11, p. 848: for Jupiter-interacting comets of greater than 1 km diameter, a Jupiter impact takes place every 500-1000 yr, and an Earth impact every 2-4 Myr. Ha a Jupiter nem lenne, ezek a kisebb égitestek a belső bolygókkal ütközhetnének össze.
A dinoszauruszok a Kréta végén bekövetkezett kihalásáról általánosan azt tartják, hogy a Chicxulub krátert létrehozó becsapódás miatt következett be, és azt bizonyítja, hogy a becsapódások komoly fenyegetést jelentenek a földi életre. A csillagászok szerint a Jupiter takarító munkájának hiányában, mellyel a potenciális becsapódást jelentő égitesteket eltünteti, a földi életformák bekövetkező kihalásai sokkal gyakoribbak lennének.Wetherill, G. W. (1994), Possible consequences of absence of Jupiters in planetary systems, Astrophysics and Space Science, 212. kötet, 23–32. oldal
Jegyzetek
További információk Shoemaker-Levy 9 üstökös - GyIK Shoemaker-Levy 9 üstökös fotógaléria Letölthető gif animáció A Jupiter elnyeli a Shoemaker Levy 9-et A Shoemaker-Levy ütközése a Jupiterrel National Space Science Data Center információ Az SL-9 röppálya-szimulációja, 2 év elteltével
Kategória:Üstökösök Kategória:Jupiter