Ровно 25 лет назад человечество впервые стало свидетелем столкновения планеты с кометой. В период с 16 по 22 июля 1994 года гигантские обломки кометы Шумейкеров - Леви 9 (D/1993 F2 или SL9) бомбили Юпитер, оставляя в атмосфере газового гиганта огромные темные шрамы.
Падение SL9 позволило ученым наглядно изучить новое астрономическое явление. А еще это событие стало сигналом: большие столкновения все еще происходят в Солнечной системе. Если Юпитер оказался уязвим, то и Земля не застрахована от удара. Если бы аналогичная комета поразила нашу планету, это привело бы к глобальной катастрофе, вроде той, что уничтожила динозавров 65 млн лет назад.
«Комета Шумейкеров - Леви 9 стала, своего рода, ударом под дых. Она, действительно, укрепила наше понимание того, насколько важно мониторить окружающий космос, и чем чреваты потенциальные удары для Земли», - говорит исполнительный вице-президент Ассоциации университетов-исследователей астрономии Хайди Хаммель. 25 лет назад Хаммель лично наблюдала за падением SL9 с помощью телескопа «Хаббл».
Обнаружение кометы
Астрономы Кэролайн и Юджин Шумейкеры и их коллега Дэвид Леви обнаружили комету SL9 еще в марте 1993. На тот момент Шумейкеры уже были известной супружеской парой в мире астрономии, поскольку смогли обнаружить 32 кометы.
Вычисления показали, что комета SL9, распалась на большие куски еще до обнаружения, во время прошлого прохода около Сатурна. Приливные силы газового гиганта раздробили ее на 21 фрагмент. Размер каждой части составлял до 2 км в поперечнике. Фрагменты растянулись цепочкой на 200 тыс. километров. И в июле 1994 года все они должны были обрушиться на Юпитер.
Фрагменты кометы, снятые телескопом «Хаббл» 17 мая 1994 года.
Новость о предстоящем столкновении стремительно облетела все астрономическое сообщество. Такого ученые еще не видели. Планеты и луны покрыты ударными кратерами. Даже наша Земля несет на себе отпечатки былых катастроф. Самый глубокий шрам - кратер Чиксулуб диаметром около 180 км на полуострове Юкатан. Но никогда прежде у ученых не было возможности наблюдать за событием подобного масштаба воочию. Столкновение SL9 с Юпитером должно было стать грандиозным и наглядным уроком для всех астрономов Земли.
Глобальная кампания наблюдения
У астрономов всего мира был год на подготовку. Потому в нужный момент почти все крупные телескопы Земли были направлены на Юпитер. В их число входил телескоп IRTF - инфракрасный телескоп NASA, расположенный на острове Гавайи. Также NASA получало сведения с двух космических аппаратов - телескопа «Хаббл» и зонда «Галилео», который в тот момент находился на полпути к Юпитеру.
«Падение SL9 свело вместе исследователей комет, экспертов по атмосфере Юпитера и астрономов. Все эти специалисты объединились, чтобы ответить на вопрос “Как мы собираемся наблюдать за событием?”. Заблаговременное сообщение о столкновении было очень важно, поскольку дало нам возможность оптимизировать наблюдения для получения наилучших результатов», - вспоминает Келли Фаст, диспетчер программы NASA по наблюдению за околоземными объектами.
Астрономы всего мира съехались к телескопу IRTF на Гавайях. Этот телескоп был построен еще в конце 1970-х, чтобы наблюдать за полетами аппаратов «Вояджер» к дальним рубежам Солнечной системы. Телескоп изначально создавался, чтобы быть максимально чувствительным к теплу. Из-за этого падение кусков кометы на Юпитер он запечатлел как огромные яркие пятна:
«Как правило, вы думаете о Солнечной системе как о чем-то статичном, поскольку не видите больших изменений, происходящих внезапно. Но возможность увидеть такое воздействие, эти огромные яркие пятна, появившиеся на самой большой планете Солнечной системы, была очень экстраординарной», - рассказывает Джон Райнер, диспетчер телескопа IRTF, наблюдавший за столкновением.
К сожалению, ни IRTF, ни другие телескопы на поверхности земли не смогли хорошо рассмотреть моменты ударов, поскольку те пришлись на «ночную» сторону Юпитера. Только когда планета повернулась, наземные телескопы смогли увидеть последствия столкновения.
Аппарату «Галилео» повезло больше. Он находился на расстоянии 238 млн километров от Юпитера и приближался к нему под таким углом, что смог заснять вспышку от удара на темной стороне планеты. Размеры огненной вспышки на третьем кадре сопоставимы с размерами Земли:
Но самые ценные снимки пришли с «Хаббла». Камера с высоким разрешением позволила телескопу заснять черные пятна в атмосфере газового гиганта после удара. Астрономы смогли очень подробно рассмотреть распространение черной пыли, завихрения облаков и другие последствия столкновений.
По словам Хайди Хаммель, изначально она не верила, что «Хаббл» сможет рассмотреть на Юпитере следы падения камней, столь крошечных в сравнении с гигантской планетой. Когда телескоп начал слать на Землю снимки, она была поражена масштабами катастрофы.
Роль события для науки
Ученые всего мира смогли вживую наблюдать за последствиями падения 21 крупного фрагмента кометы на Юпитер. Каждый фрагмент оставил след, который еще долго использовался в качестве своеобразного маркера, позволяющего изучать движение атмосферы газового гиганта.
До падения SL9 верхние слои атмосферы Юпитера имели однородный состав, так что наблюдать за ветрами было довольно сложно. Но обломки кометы подняли из глубин планеты вещества вроде аммиака и цианистого водорода. Эти вещества, подобно красителю в жидкости, стали разноситься в атмосфере Юпитера, позволяя ученым наблюдать за ее движением. Даже сегодня, 25 лет спустя, ученые все еще фиксируют наличие цианистого водорода в юпитерианской стратосфере.
В целом, событие позволило ученым понять, как ведет себя атмосфера планеты после столкновения с кометой или крупным астероидом. И что ждет Землю в случае похожего такого столкновения.
Сигнал тревоги для человечества
Падение SL9 стало настоящим сигналом тревоги для человечества. До этого момента самого понятия “астероидная защита” просто не существовало. Но комета, упавшая на Юпитер, позволила всем осознать масштабы угрозы.
Сегодня сотни команд ученых ведут постоянное наблюдение за так называемыми “околоземными объектами”. Под это понятие попадают все астероиды и кометы, вращающиеся на расстоянии менее 50 млн километров от Земли. В начале девяностых подобными исследованиями занимались единицы энтузиастов (включая супружескую пару Шумейкеров).
За год до столкновения Линдли Джонсон, нынешний директор подразделения NASA по обнаружению сближающихся с Землей объектов, лично обращался к военным и заявлял, что обнаружение потенциально опасных астероидов может иметь жизненно важное значение для Земли. Тогда его не приняли всерьез. Но после столкновения исследования Джонсона стали одним из приоритетных направлений работы NASA.
В 1998 году Конгресс США под давлением ученых официально поручил NASA найти не менее 90% близких к Земле астероидов диаметром более одного километра. К 2010 году задача была выполнена.
Сейчас NASA переключилось на поиск камней меньшего размера. Агентство намерено обнаружить не менее 90% астероидов размером от 140 до 1000 метров, вращающихся на расстоянии менее 50 млн километров от Земли. По оценкам ученых, эта задача выполнена примерно на треть.
«Падение кометы Шумейкеров - Леви 9 показало нам, что мы уязвимы перед такими столкновениями сейчас, а не только в далеком прошлом. Подобные события происходят в Солнечной системе прямо сейчас, и мы должны приложить все усилия, чтобы найти опасные объекты, прежде чем они начнут угрожать Земле», - говорит Линдли Джонсон.
