Impatto di Schumaker Levy SL9 su Giove
Sintesi dello studio relativo al dossier SL9
3 dicembre 2003
Seconda parte
7/ Impatti - Foto
7/ Conclusioni – Punti aperti****
Riprendendo la tabella delle conclusioni parziali dell'analisi precedente all'impatto, emerge che
Legenda: NC: non compatibile, C: compatibile, I: ulteriori indagini da effettuare
Origine SL9 Cometa Asteroide tipo Doc SL9
Carbonaceous chondrites
tipo C
Non rilevamento
Prima della disintegrazione NC/I1 NC/I1 C/I1
Non rilevamento
Dopo la disintegrazione NC/I1 NC/I1 C/I1
Coda polverosa NC C C
Senza emissione
Orbita C C C
Assenza di degassamento NC/I2 C C
Aspetto Rosso / + rosso sole C C C/I3
Fading del alone rosso C C C
Albedo 0.04 NC C C
Rilevamento Mg++ C ? ? C C
Silicati C ? ? C NC
Linee di Litio NC C C****
Assenza di Bario C C NC ?
Le informazioni aggiuntive (linea di Litio, silicati, assenza di Bario) permettono di avanzare nell'interpretazione. Non si tratta di una cometa (assenza di Li)
L'ipotesi di un asteroide di tipo Chondrite carbonata di tipo C1, nella fascia esterna degli asteroidi catturati da Giove, permette di spiegare tutte le osservazioni: assenza di degassamento, albedo molto basso 0,04 che spiega al limite la non rilevazione (punto che resta problematico), pseudocoda composta dai detriti della dislocazione, presenza di silicati, linea di Litio coerente con gli altri se si tiene conto della saturazione differenziale.
Riguardo al documento SL9, la presenza di silicati e la rilevazione di molti metalli è problematica così come l'assenza totale di Bario.
Riguardo alla quantità di energia derivante dall'impatto, prendendo le seguenti ipotesi (Z Sekanina (16) § 6, massa di 1017 g, diametro di 10 km, densità di 0,2, velocità di 10 km/sec (e non 60 km/sec perché è certamente più corretto prendere la velocità di ingresso classica dei meteoriti dopo il frenaggio atmosferico per calcolare l'energia al punto d'impatto), ciò dà un'energia dell'ordine di 5. 1021 Joule, equivalente a E = mc2, una massa totale dell'ordine di 50 tonnellate (ovvero metà di antimateria), per l'insieme di tutti gli impatti.
Prendendo un'ipotesi di ingresso a 30 km/sec, in generale avremmo dell'ordine di 500 tonnellate, circa 250 tonnellate di antimateria da produrre per l'insieme di tutti gli impatti.
Per l'impatto più importante corrispondente al frammento di 4 km di diametro, con una velocità di ingresso di sempre 30 km/sec (molto probabilmente largamente sovrastimata), 32 tonnellate quindi metà di antimateria da produrre.
Pertanto gli ordini di grandezza della massa da imbarcare non sono in contraddizione con le capacità di trasporto e il numero di viaggi.
Pare quindi che l'ipotesi più probabile sia quella di un asteroide di tipo chondrite carbonata C1, l'ipotesi cometa deve essere eliminata, mentre l'ipotesi documento SL9 non spiega la presenza di silicati, di molti metalli e l'assenza di bario, anche se tutti i calcoli di massa sono coerenti.
L'unico punto rimanente da chiarire è la non rilevazione prima di Maggio 1993, solo fotografie prese di Giove nei mesi di Luglio / Agosto 1992 permetterebbero di risolvere definitivamente la questione.
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8/ Bibliografia
(1) * European SL-9/Jupiter Workshop February 13-15 1995 ESO Headquarters, Garching bei München , Germany Proceedings N° 52 Edited by R. West and H. Böhnhardt ISBN 3-923524-55-2*
(2) « La cometa di Schoemaker-Levy 9 », Pour La Science Numéro Spécial Avril 1999 « Les Terres Celestes «
(3) http://www2.globetrotter.net/astroccd/biblio/berdtb00.htm
(4) http://www.astrosurf.org/lombry/sysol-jupiter-sl9-2.htm
(5) Observational Constraints on the Composition and Nature of Comet D/Shoemaker-Levy 9 Jacques Crovisier Observatoire de Paris Meudon
(6) Pour La Science Numéro Spécial Avril 1999 Les Terres Célestes pp 120-126 Jean Luu et David Jewitt 1999 La Ceinture de Kuiper
(7) Searching for Comets encountering Jupiter : first campaign Icarus 107, 311-321 Tancredi G. Lindgren M 1994
(8) IAU Circ N° 5892 Tancredi G. Lindegren M, Lagerkvist CI (1993)
(9) Pre-Impact Observations of P/Shoemaker-Levy 9 David Jewitt Institute for Astronomy, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822
(10) A Morphological Study of SL-9 CCD Images Obtained at La Silla (July 1- 15, 1994) RM West (ESO), RN Hook (ESO), O. Hainaut (Institute for Astronomy, Honolulu, Hawaï, USA)
(11) Imaging Photometry and Color of Comet Shoemaker-Levy 9 G.P. Chernova, N.N. Kiselev, K Jockers , Max Planck Institut für Aeronomie, Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau Germany
(12) NTT Observations of Shoemaker-Levy 9 Imaging and Spectroscopy J.A Stüwe, R Schulz and M.F. AHearn , Max Planck Institut für Aeronomie, Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau Germany, Department of Astronomy, U of Maryland , College Park, Md 20742 USA
(13) Pre-Impact observations of Shoemaker-Levy 9 at Pic du Midi and Observatoire de Haute Provence F Colas, L Jorda, J Lecacheux, JE Arlot, P Laques, W Thuillot, Bureau des Longitudes, 3 rue Mazarine, F-75003 Paris FRANCE, Observatoire de Paris-Meudon, ARPEGES, F-92195 Meudon Cedex FRANCE, Observatoire du Pic du Midi, Bagneres de Bigorre, FRANCE
(14) Nuclei of Comet Shoemaker-Levy 9 on images taken with the Hubble Space Telescope, Zdenek Sekanina, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology Pasadena, California 91109, USA
(15) Observations of P/Shoemaker-Levy 9 in Johnson B, V, and R Filters from Calar Alto Observatory on 2/3 June 1994, D.E. Trilling, H.U. Keller, H. Rauer, R. Schulz, N. Thomas Max Planck-Institut für Aeronomie, 37189 Katlenburg Lindau Germany
(16) The Splitting of the Nuclueus of Comet Shoemaker-Levy 9, Zdenek Sekanina, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology Pasadena, California 91109, USA
(17) Dust Magnetosphere Interaction at Comet Shoemaker-Levy 9 Impacts W.-H .Ip Max Planck Institut für Aeronomie, Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau Germany, Department of Astronomy
(18) Some timing and Spectral Aspects of the G and R Collision events as observed by the Galileo Near Infrared Mapping Spectrometer, R.W. Carlson, P.R. Weissman, J Hui, M Segura, W.D. Smythe, K.H. Baines,T.V. Johnson (Earth and Space Sciences Division, Jet Propulsion Laboratory), P. Drossart and T. Encrenaz (DESPA, Observatoire de Paris), F Leader and R Mehlman (Institute of Geophysics and Planetary Physics UCLA)
(19) Atlas dAstronomie Stock (1976)
(20) The New Cosmos 5th Edition - 2002 An Introduction to Astronomy and Astrophysics A. Unsöld / B. Bascek Springer
(21) University College of London Exp. AMPTE http://www.mssl.ucl.ac.uk/www_plasma/missions/ampte.html
(22) SL9 Composition http://www.seds.org/~rme/sl9.html
(23) Composition typique dune comète Comète de référence : la comète Hale Bope **
*Référence : Bockelée-Morvan, D., Lis, D. C., Wink, J. E., Despois, D., Crovisier, J., Bachiller, R., Benford, D. J., Biver, N., Colom, P., Davies, J. K., Gérard, E., Germain, B., Houde, M., Mehringer, D., Moreno, R., Paubert, G., Phillips, T. G., Rauer, H. : 2000, New molecules found in comet C/1995 O1 (Hale-Bopp). *Investigating the link between cometary and interstellar material. Astronomy and Astrophysics 353, 1101
Contatti: Dominique Bockelée-Morvan, Jacques Crovisier, Observatoire de Paris, ARPEGES
(24) Pic du Midi Observations of Atomic Lines Following impacts L and Q1 of Comet SL-9 with Jupiter / M. Roos-Serote, A Barucci, J. Crovisier, P. Drossart, M. Fulchignoni, J. Lecacheux and F. Roques Observatoire de Paris (Section de Meudon)
(25) Fast Spectral Variability of the Plumes on Jupiter from the Secundary Nuclei of D/Comet Shoemaker-Levi 9 / Churyumov K.I, Tarashchuk V.P. (Astronomical Observatory of Kiev University, Ukraine), Prokofeva V.V (Crimean Astrophysical Observatory , Ukraine)
(26) High temperature chemistry in the fireball of the SL9 impacts / S Borunov, P. Drossart, Th Encrenaz / DESPA, Observatoire de Paris-Meudon
(27) Observations and Studies of Chinese Jupiter Watch / Sichao Wang, Bochen Qian , Keliang Huang / Purple Mountain Observatory Chinese Academy of Sciences, Shangaï Observatory, Department of Physics Nanjing University
(28) Spectral SL9 composition .. http://www.jpl.nasa.gov/sl9/news35.html
| ALLEGATO 1 |
|---|
****| Esperienza AMPTE |
|---|
** **
Active Magnetospheric Particle Tracer Explorers
1/ Collegamenti e Esistenza
L'esperimento AMPTE è citato nel documento SL9 come un esperimento preliminare che è servito a testare il mascheramento dell'oggetto SL9 a partire da un rilascio di ioni di Litio e Bario che sarebbero stati resi fluorescenti dal vento solare, dando così l'illusione di una cometa .
Questo memorandum ha lo scopo
-
verificare se questo esperimento è effettivamente avvenuto
-
descrivere questo esperimento con le relative referenze - identificare il ruolo esatto degli ioni - vedere quali sono le ipotesi e le restrizioni necessarie affinché ciò possa essere trasponibile al caso SL9
L'esperimento AMPTE è effettivamente avvenuto . È stato oggetto di uno sviluppo congiunto della Germania, dell'Inghilterra e degli Stati Uniti . È composto da tre satelliti :
CCE : Charge Composition Explorer IRM : Ion Release Module UKS : United Kingdom Satellite NASA Germania ovviamente GB Applied Physics Laboratory John Hopkings Laboratory Max Planck Institut for Extraterrestrial Research Mullard Space Center (UCL)
Fonte: NASA Historical Handbook pp 386-388 e Tabella 4-36, 4-37, 4-38
I tre sono stati lanciati il 16 agosto 1984 su orbite ellittiche :
Tipo CCE IRM UKS Apogeo 49 618 km 113 818 km 113 417 km Perigeo 1174 km 0402 km 1002 km Inclinazione 02.9° 27.0° 26.9° Periodo 939.5 min 2653.4 min 2659.6 min Massa 242 kg 705 kg 077 kg Fine vita 14/07/1989 Nov 1987 in panne dopo 5 mesi
Il modulo IRM contiene (tra l'altro) 16 contenitori di espulsione assemblati a coppie, 8 contenenti un mix di Li-CuO e 8 altri contenenti Ba-CuO, che espulsi a più di un chilometro dal satellite espellono gas caldi di Litio e Bario .
Fonte: NASA Historical Handbook pp 455 Tabella 4-37 « Ion Release Module Characteristics »**
I moduli contengono una grande varietà di strumenti di misura, spettrografi, analizzatori di ioni, misuratori di campi magnetici, analizzatori di energia delle particelle ecc. ecc. ..
Una delle missioni di AMPTE è di (tra l'altro): « Study the interaction between an artificially injected plasma and the solar wind »
È anche chiaramente menzionato: « One expected result was the formation of artificial comets, which were observed from aircraft and from the ground »
Fonte: NASA Historical Handbook p 386
Sono state effettuate quattro espulsioni di Litio / Bario . È chiaramente menzionato:
« In addition to the spacecraft observations, ground stations and aircraft in the Northern and Southern Hemispheres observed the artificial comet and tail releases »
È inoltre da notare e questo sarà ripreso in altri articoli:
« No tracer ions were detected in the CCE data , a surprising result, because, according to accepted theories, significant flux of tracers should have been observed at the CCE »
così come: « The spacecraft also formed two barium artificial comets . In both instances a variety of ground observation sites obtained good images of these comets » .
Fonte: NASA Historical Handbook p 387
Gli espulsioni possono essere datati con precisione:
http://sd-www.jhuapl.edu/AMPTE/ampte_mission.html
2 nuvole di Litio il 11 e 20 Settembre 1984
2 comete artificiali di Bario il 27 Dicembre 1984 e il 18 Luglio 1985
2 espulsioni di bario e due espulsioni di Litio i 21 Marzo, 11 Aprile, 23 Aprile e 13 Maggio 1985
Una mappa delle espulsioni è fornita:
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russel/ESS265/CR-1863.html
dove si vede che le nuvole di Litio sembrano estremamente estese mentre le comete di Bario sono molto più compatte .
Tutte le esperienze sono descritte in dettaglio sui siti:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog
Hot Plasma Composition Experiment (HPCE) NSSDC ID : 1984-088A-1
Etc etc .. MEPA / CHEM/MAG/
La descrizione completa è data in * IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing GE-23 1985 Numero speciale*
È un peccato che i dati di massa energia spettrale CDAW9 di 6,4 minuti su nastro magnetico concernenti il HPCE del CCE NSSDC ID : SPMS 00170 , 84-088A-01C siano classificati! dipende dall'Applied Physics Laboratory, contattare il signor Stuarrt R. Nylund stuart_nylund@jhuapl.edu
Una descrizione interessante è data in: Ion Release Experiment NSSDC ID : 1984-088B-1
Nome della missione: AMPTE/IRM
Dove si dice che una coppia di contenitori di Li/Ba produceva un totale di 2E25/7E24 atomi di Li / Ba .
Vedere in particolare l'articolo: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing GE-23 1985 Numero speciale p.253 G. Haerendel
Investigatore principale: Dr Arnoldo Valenzuela Max Planck Institute
Così come Dr Gerhard Haerendel, investigatore Max Planck Institute, hae@mpe.mpg.de
Pertanto è stabilito che l'esperimento AMPTE è effettivamente avvenuto. Ha effettivamente rilasciato ioni di bario e litio con l'obiettivo di studiare la magnetosfera terrestre e creare comete (e/o nuvole?) artificiali.
2/ Ruolo degli ioni di Litio e Bario****
Gli articoli sono recuperati grazie a www.ntis.gov, poi utilizzando il motore di ricerca
Si noti che il sito: http://library.lanl.gov/catalog ha cancellato tutti gli articoli online, tra cui in particolare:
« Observations and Theory of the AMPTE magnetotail barium releases » LA-10904-MS
Los Alamos Technical Report
Anche passando per: http://nuketesting.enviroweb.org/lanltech
O anche http://www.envirolink.org/issues/nuketesting/
« Simulation of Ampte Releases: A Controlled Global Active Experiment.
Science and Engineering Research Council, Chilton (England). Rutherford Appleton Lab.;
California Univ., Los Angeles. Dept. of Physics. »
Tipo di prodotto: Rapporto tecnico
Numero di ordine NTIS: PB91-224782
Numero di pagine: 31 pagine
Data: Gen 1991
Autore: R. Bingham, F. Kazeminejad, R. Bollens, J. M. Dawson
La missione AMPTE del 1984 ha coinvolto due specie chimiche: Litio che si ionizza per fotoionizzazione in circa 1 ora e Bario che si ionizza in circa 30 secondi. Entrambi i tipi di sostanze chimiche sono stati utilizzati per studiare diversi processi fisici, i rilasci di Litio sono stati utilizzati per investigare il percorso che i particolari del vento solare entrano nella magnetosfera terrestre, i rilasci di Bario sono stati utilizzati per investigare l'interazione di un gas neutro e un plasma in movimento. I rilasci di Bario hanno prodotto per la prima volta comete artificiali mentre i rilasci di Litio hanno prodotto gli oggetti più grandi mai creati dall'uomo. I rilasci AMPTE sono stati simulati utilizzando codici 2- e 3-D ibridi con ioni cinetici e elettroni fluidi privi di massa. I codici sono stati generalizzati per includere la produzione di plasma da un gas gradualmente ionizzato in un plasma in movimento. Nelle simulazioni della cometa artificiale AMPTE, gli autori sono riusciti a dimostrare la generazione di una cavità diamagnetica, che rallenta e devia i protoni del vento solare, l'accelerazione delle particelle della cometa e la deviazione laterale della testa della cometa e le onde di densità che appaiono su un lato della testa della cometa che sono spiegate in termini dell'instabilità di Rayleigh Taylor.
Numero del rapporto: RAL-91-006
Numero del contratto: N/A
Numero del progetto: N/A
Numero della task: N/A
Annuncio NTIS: 9121
Due punti sono particolarmente da notare: gli ioni di Bario hanno prodotto le prime comete artificiali e gli ioni di Litio hanno prodotto gli oggetti più grandi mai fatti dall'uomo .
Si noti anche in un secondo rapporto, gli ioni di Bario sarebbero all'origine della formazione di una cavità diamagnetica più o meno instabile nel vento solare .
Questa instabilità è anche menzionata in « Hall magnetohydrodynamics in space and laboratory plasmas » da J.D Huba
Beam Physics Branch, Plasma Physics Division, Naval Research Laboratory, Washington DC 20375
Phys. Plasmas 2 (6) June 1995 pp 2504-2513,
Dove si fa riferimento all'esperimento AMPTE (e anche al suo successore l'esperimento CRRES G-10 del 20 gennaio 1991):
« Durante la missione NASA AMPTE, sono stati effettuati rilasci di bario nella coda magnetica terrestre ad un'altitudine R = 11 Re. In questi esperimenti, gli atomi di bario neutri si espandono radialmente con una velocità di 1 km/sec e si fotoionizzano in un arco di tempo di 28 secondi. L'espansione del plasma successiva è un plasma ad alto beta cinetico (betak= 4piMoVo²/B²>>1, dove Mo è la massa degli ioni di bario) e è sub-Alfvénica (Vo<<Va=180km/sec). Si è verificato il seguente dinamismo: (1) il plasma di bario ha formato una guscio denso; (2) sono state stabilite correnti diamagnetiche sulla superficie del guscio che generano una cavità magnetica; (3) l'espansione si è fermata quando l'energia cinetica iniziale era paragonabile all'energia magnetica "sweeped up"; (4) la cavità magnetica è collassata alla fine, restituendo il sistema alle condizioni pre-rilascio.
Una caratteristica inaspettata dell'esperimento è stata l'insorgere di instabilità durante la fase di espansione dei rilasci, grandi perturbazioni di densità allineate con il campo magnetico si sono formate sul guscio. ... ulteriori rilasci di bario ad alta quota sono stati effettuati durante la missione NASA CRRES (Combined Released and Radiations Effects Satellite), e fenomeni simili sono stati osservati. Durante il rilascio CRRES G-10, l'analisi dei dati dei magnetometri in situ ha rivelato oscillazioni di grande scala nel campo magnetico. Infine, la MHD di Hall è stata utilizzata anche per spiegare il movimento trasversale inaspettato del rilascio di bario AMPTE nel vento solare. »
Sembra quindi che esistano fenomeni poco compresi di interazione, la non rilevazione degli ioni (Li e Ba) dopo i rilasci è sottolineata su diversi articoli:
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russel/ESS265/Ch3.html
http://www-scc.igpp.ucla./edu/scc/textbook/mmm.html
in « Multipoint Magnetospheric Measurements » Advance in space Research 8(9) . Pergamon Press Oxford 1988
« Studies of the interaction with the cloud were spectacularly successfull but no ions were detected in the inner magnetosphere as a result of these releases » .
e infine
http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Educatcc/Sconct15.html
« Clouds of barium ions » che spiega il metodo e l'aspetto con una bella foto « soon a bluish ion cloud separate from the green one, usually elongated or striped in the direction of the magnetic field lines, which guide the ions » senza dimenticare le nuvole di Litio
http://spacelink.nasa.gov/NASA.Projects...tmosphere/CRRES/Status.reports/91-01-18
Un contenitore di litio è stato espulso dal satellite come previsto, producendo la formazione di una nuvola luminosa rossa alle 23:20 CST (17 gennaio)
**I due tipi di ioni vengono utilizzati, Bario e Litio. ****Il bario appare verde con leggere tracce blu. **Il litio appare rosso
**Sembra ? ? che il bario sia instabile ? **Sembra che il Litio formi tracce più stabili su aree più ampie ?
Resta comunque da chiarire il bario, che non è stato rilevato / osservato .
Le righe dovrebbero essere:
** Ba neutro : 553,5 nm**
** ****Ba ionizzato : 455,4 nm / 493,4 nm , **la più forte è a 455,4 nm
**http://ftp.aer.com/users/pad/moddpac/v062001.ps ******
si noti che esce dallo spettro del Pic du Midi e è limite per La Palma
**( Pic du Midi (5500-7000 A) e La Palma (INT; 4000-6000 A) **
Gli altri osservatori non hanno osservato in questo dominio dello spettro .**** ---
Allegato 2
Stima della magnitudine di SL9
prima della sua disintegrazione
il 07 Luglio 1992****
Prendendo le seguenti ipotesi P = 45W/m2 (cioè costante solare su Giove )
Diametro del corpo: 10 km, albedo: 0,04,
si deduce:
Potenza irradiata in ritorno: 1,8 108 Watt
Potenza ricevuta sulla Terra: 4 1017 Watt/m2 (ho arrotondato Giove-Terra a 4 UA)
Ho preso come riferimento la stella standard Vega (Alpha Lyrae) Mag 0 circa la cui distribuzione spettrale è data Fig 6.7 p 176 di "New Cosmos"
Densità spettrale media: 5 10-11 W/m2/nm
Ho approssimato una densità spettrale media sullo spettro di 400 a 800 nm e ho integrato per ottenere la potenza media visibile come riferimento di magnitudine 0 .
Poi applicando la formula classica detta di Pogson (M2-M1=-2,5 logM2/M1) si trova una magnitudine visiva dell'oggetto SL9 di 21,7 .
Questo conferma grossolanamente i calcoli di Lindgren, infatti la stella è blu, ma la sensibilità della sua lastre o del suo CCD all'epoca è certamente piuttosto rossa, i valori delle distanze sono leggermente arrotondati, tuttavia l'ordine di grandezza è presente.
Se si cambia l'albedo: molto basso passando da 0,04 a 0,08 si guadagna 0,75 Mag (equivalente a un cambiamento di diametro di un fattore radice (2)).
Pertanto la magnitudine dell'oggetto (se non emettesse) prima della sua disintegrazione al passaggio del limite di Roche, dovrebbe essere nella gamma di Magnitudo 21 / 22 .
Questo significa che era certamente alla soglia della rilevazione, sarebbe necessario avere le caratteristiche esatte del telescopio Schmidt da 1 m dell'ESO e delle lastre o dei CCD al piano focale per concludere calcolando il rapporto S/N necessario, ma in generale si può veramente dire che è alla soglia della rilevabilità .
(Il non dimenticare il rumore del cielo che è dell'ordine di Mag 22 per arcosecondo quadrato)
Pertanto non è impossibile che la sua rilevazione abbia fallito, dipende essenzialmente dal materiale di rilevamento e dai tempi di esposizione effettuati durante questa ricerca . ****
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