Impactul Schumaker Levy SL9 asupra lui Jupiter
Sinteză a studiului efectuat privind dosarul SL9
3 decembrie 2003
A doua parte
7/ Impacturi - Imagini
7/ Concluzii – Puncte nerezolvate****
Revenind la tabelul concluziilor parțiale ale analizei înainte de impact, rezultă că
Legenda: NC: incompatibil, C: compatibil, I: investigații suplimentare de efectuat
Originea SL9 Cometa Asteroid tip Doc SL9
Chondrite carbonate
tip C
Nedetectare
Înainte de descompunere NC/I1 NC/I1 C/I1
Nedetectare
După descompunere NC/I1 NC/I1 C/I1
Coada prăfuită NC C C
Fără emisie
Orbită C C C
Absența degazării NC/I2 C C
Aspect roșu / + roșu soare C C C/I3
Fadingul halo-ului roșu C C C
Albedo 0,04 NC C C
Detectare Mg++ C ? ? C C
Silicați C ? ? C NC
Linii de litiu NC C C****
Absența bariului C C NC ?
Informațiile suplimentare (linie de litiu, silicati, absența bariului) permit o înțelegere mai avansată. Nu este vorba despre o cometă (absența Li)
Hipoteza unui asteroid de tip chondrită carbonată de tip C1, din centura exterioară a asteroidilor capturată de Jupiter, permite explicarea tuturor observațiilor: absența degazării, albedo foarte scăzut 0,04 care explică în mod extrem limitat nedetectarea (punctul care rămâne problematic), pseudo-coadă formată din deșeurile dezagregării, prezența silicatilor, linia de litiu coerentă cu celelalte dacă se ține cont de saturarea diferențială.
În ceea ce privește documentul SL9, prezența silicatilor și detectarea unor numeroase metale este problematică, precum și absența completă a bariului.
În ceea ce privește cantitatea de energie generată de impact, luând în considerare următoarele ipoteze (Z Sekanina (16) § 6, masă de 10¹⁷ g, diametru de 10 km, densitate de 0,2, viteză de 10 km/sec (și nu 60 km/sec, deoarece este mult mai corect să se ia viteza de intrare clasică a meteorelor după frânarea atmosferică pentru a calcula energia la punctul de impact), aceasta dă o energie de aproximativ 5·10²¹ Joule, echivalentă în E = mc², unei mase totale de aproximativ 50 tone (adică jumătate din antimaterie), pentru suma tuturor impacturilor.
Luând o ipoteză de intrare la 30 km/sec, în general am avea aproximativ 500 tone, adică aproximativ 250 tone de antimaterie de produs pentru suma tuturor impacturilor.
Pentru impactul cel mai important corespunzător fragmentului de 4 km diametru, cu o viteză de intrare de mereu 30 km/sec (foarte probabil supraestimată), 32 tone, deci jumătate din antimaterie de produs.
Astfel, ordinele de mărime ale masei de transportat nu sunt în contradicție cu capacitățile de transport și numărul de călătorii.
Deci pare că ipoteza cea mai probabilă este cea a unui asteroid de tip chondrită carbonată C1, ipoteza cometei trebuie eliminată, în timp ce ipoteza documentului SL9 nu explică prezența silicatilor, a multor metale și absența bariului, deși toate calculele de masă sunt coerente.
Singurul punct rămas de elucidat este nedetectarea înainte de martie 1993; doar imagini luate de pe Jupiter în lunile iulie/august 1992 ar putea hotărî definitiv această problemă.
****
8/ Bibliografie
(1) * Workshop European SL-9/Jupiter, 13-15 februarie 1995, sediul ESO, Garching bei München, Germania – Procese de conferință Nr. 52, editat de R. West și H. Böhnhardt – ISBN 3-923524-55-2
(2) « Cometa Shoemaker-Levy 9 », Pour La Science Număr special Aprilie 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) Constrângeri observaționale privind compoziția și natura cometei D/Shoemaker-Levy 9, Jacques Crovisier, Observatorul de la Paris, Meudon
(6) Pour La Science Număr special Aprilie 1999, Les Terres Célestes, pp 120-126, Jean Luu și David Jewitt, 1999, Centura Kuiper
(7) Căutarea cometelor care întâlnesc Jupiter: prima campanie, Icarus 107, 311-321, Tancredi G. Lindgren M, 1994
(8) IAU Circ Nr. 5892, Tancredi G. Lindegren M, Lagerkvist CI (1993)
(9) Observații înainte de impact ale P/Shoemaker-Levy 9 – David Jewitt – Institutul de Astronomie, 2680 Woodlawn Drive, Honolulu, HI 96822
(10) O studiu morfologic al imaginilor CCD ale SL-9 obținute la La Silla (1-15 iulie 1994), RM West (ESO), RN Hook (ESO), O. Hainaut (Institutul de Astronomie, Honolulu, Hawaii, SUA)
(11) Fotometrie și culoare ale imaginilor cometei Shoemaker-Levy 9, G.P. Chernova, N.N. Kiselev, K Jockers, Institutul Max Planck pentru Aeronomie, Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau Germania
(12) Observații NTT ale Shoemaker-Levy 9 – Imagini și spectroscopie, J.A Stüwe, R Schulz și M.F. A’Hearn, Institutul Max Planck pentru Aeronomie, Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau Germania, Departamentul de Astronomie, Universitatea Maryland, College Park, Md 20742 SUA
(13) Observații pre-impact ale Shoemaker-Levy 9 la Pic du Midi și Observatorul de la Haute Provence, F Colas, L Jorda, J Lecacheux, JE Arlot, P Laques, W Thuillot, Biroul Longitudinilor, 3 rue Mazarine, F-75003 Paris FRANȚA, Observatorul de la Paris-Meudon, ARPEGES, F-92195 Meudon Cedex FRANȚA, Observatorul de la Pic du Midi, Bagneres de Bigorre, FRANȚA
(14) Nucleii cometei Shoemaker-Levy 9 pe imagini obținute cu Telescopul Spațial Hubble, Zdenek Sekanina, Laboratorul pentru Propulsie Jet, California Institute of Technology, Pasadena, California 91109, SUA
(15) Observații ale P/Shoemaker-Levy 9 în filtrele Johnson B, V și R de la Observatorul Calar Alto pe 2/3 iunie 1994, D.E. Trilling, H.U. Keller, H. Rauer, R. Schulz, N. Thomas, Institutul Max Planck pentru Aeronomie, 37189 Katlenburg Lindau Germania
(16) Descompunerea nucleului cometei Shoemaker-Levy 9, Zdenek Sekanina, Laboratorul pentru Propulsie Jet, California Institute of Technology, Pasadena, California 91109, SUA
(17) Interacțiunea dintre magnetosfera și praful cometei Shoemaker-Levy 9 la impacturi, W.-H. Ip, Institutul Max Planck pentru Aeronomie, Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau Germania, Departamentul de Astronomie
(18) Unele aspecte temporale și spectrale ale evenimentelor de coliziune G și R observate de spectrometrul de mapare în infraroșu apropiat al Galileo, R.W. Carlson, P.R. Weissman, J Hui, M Segura, W.D. Smythe, K.H. Baines, T.V. Johnson (Divizia Științelor Pământului și Spațiului, Laboratorul pentru Propulsie Jet), P. Drossart și T. Encrenaz (DESPA, Observatorul de la Paris), F Leader și R Mehlman (Institutul de Geofizică și Fizică Planetară UCLA)
(19) Atlas de Astronomie Stock (1976)
(20) Noul Cosmos, ediția a 5-a – 2002 – O introducere în astronomie și astrofizică, A. Unsöld / B. Bascek, Springer
(21) Universitatea College din Londra, Exp. AMPTE http://www.mssl.ucl.ac.uk/www_plasma/missions/ampte.html
(22) Compoziția SL9 http://www.seds.org/~rme/sl9.html
(23) Compoziție tipică a unei comete, Cometă de referință: cometa Hale-Bopp **
Referință: 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
Contacte: Dominique Bockelée-Morvan, Jacques Crovisier, Observatorul de la Paris, ARPEGES
(24) Observații de la Pic du Midi ale liniilor atomice după impactul cometei SL-9 cu Jupiter / M. Roos-Serote, A Barucci, J. Crovisier, P. Drossart, M. Fulchignoni, J. Lecacheux și F. Roques, Observatorul de la Paris (Secțiunea Meudon)
(25) Variabilitate spectrală rapidă a jeturilor pe Jupiter provenite din nucleii secundare ai cometei D/Shoemaker-Levi 9 / Churyumov K.I, Tarashchuk V.P. (Observatorul Astronomic al Universității din Kiev, Ucraina), Prokof’eva V.V (Observatorul Astrofizic Crimean, Ucraina)
(26) Chimie la temperaturi ridicate în focarul impactelor SL9 / S Borunov, P. Drossart, Th Encrenaz / DESPA, Observatorul de la Paris-Meudon
(27) Observații și studii ale Observatorului Chinezesc Jupiter Watch / Sichao Wang, Bochen Qian, Keliang Huang / Observatorul Muntelui Purpuriu, Academia Chineză de Științe, Observatorul din Shanghai, Departamentul de Fizică, Universitatea Nanjing
(28) Compoziția spectrală SL9 .. http://www.jpl.nasa.gov/sl9/news35.html
| ANEXA 1 |
|---|
****| Experiența AMPTE |
|---|
** **
Exploratori activi pentru urmărirea particulelor din magnetosfera activă
1/ Legături și existență
Experiența AMPTE este menționată în documentul SL9 ca fiind o experiență preliminară care a servit la testarea mașinării obiectului SL9 prin eliberarea de ioni de litiu și bariu, care ar fi fost îmbrăcați fluorescent de vântul solar, dând astfel iluzia unei comete.
Acest memorand are ca scop:
- să verifice dacă această experiență a avut loc într-adevăr
- să descrie această experiență cu referințe
- să identifice rolul exact al ionilor
- să examineze ce ipoteze și constrângeri sunt necesare pentru ca aceasta să fie transpusă în cazul SL9
Experiența AMPTE a avut loc într-adevăr. A fost un proiect conjunct între Germania, Anglia și Statele Unite. Ea constă în trei sateliți:
CCE: Explorer al compoziției sarcinii IRM: Modul de eliberare a ionilor UKS: Satelitul Regatului Unit NASA Germania evident GB Applied Physics Laboratory Laboratorul John Hopkings Max Planck Institut pentru Cercetări Extraterestre Mullard Space Center (UCL)
Sursă: Handbuch istoric NASA pp 386-388 și Tabelul 4-36, 4-37, 4-38
Cele trei au fost lansate pe data de 16 august 1984 pe orbite eliptice:
Tip CCE IRM UKS Apogeu 49 618 km 113 818 km 113 417 km Perigeu 1174 km 0402 km 1002 km Inclinație 02,9° 27,0° 26,9° Perioadă 939,5 min 2653,4 min 2659,6 min Masa 242 kg 705 kg 077 kg Sfârșitul vieții 14/07/1989 Noiembrie 1987 defect după 5 luni
Modulul IRM conține (între altele) 16 cutii de eliberare asamblate în perechi, 8 conținând un amestec de Li-CuO și alte 8 conținând Ba-CuO, care, atunci când sunt declanșate la mai mult de un kilometru de satelit, eliberează gaze calde de litiu și bariu.
Sursă: Handbuch istoric NASA pp 455 Tabelul 4-37 « Caracteristici ale modulului de eliberare a ionilor »
Modulele conțin o mare varietate de echipamente de măsură, spectrografe, analizoare de ioni, măsurători ale câmpurilor magnetice, analizoare de energie a particulelor etc.
Una dintre misiunile AMPTE este (între altele): « Studierea interacțiunii dintre un plasma injectat artificial și vântul solar »
Este clar menționat: « Un rezultat așteptat a fost formarea cometelor artificiale, observate de pe aeronave și de pe sol »
Sursă: Handbuch istoric NASA p. 386
Au avut loc patru eliberări de litiu/bariu. Este clar menționat:
« În plus față de observațiile de pe satelit, stațiile de sol și aeronave din emisfera nordică și sudică au observat cometa artificială și eliberarea coadei »
Este de notat și va fi reprezentat în alte articole:
« Nu s-au detectat ioni urmăritori în datele CCE, un rezultat surprinzător, pentru că, conform teoriilor acceptate, ar fi trebuit să fie observate fluxuri semnificative de urmăritori la CCE »
precum și: « Satelitul a format de asemenea două comete artificiale de bariu. În ambele cazuri, o varietate de locații de observare de pe sol au obținut imagini bune ale acestor comete ».
Sursă: Handbuch istoric NASA p. 387
Eliberările pot fi datate precis:
http://sd-www.jhuapl.edu/AMPTE/ampte_mission.html
2 nori de litiu în 11 și 20 septembrie 1984
2 comete artificiale de bariu în 27 decembrie 1984 și 18 iulie 1985
2 eliberări de bariu și 2 eliberări de litiu în 21 martie, 11 aprilie, 23 aprilie și 13 mai 1985
O hartă a eliberărilor este prezentată:
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russel/ESS265/CR-1863.html
unde se observă că norii de litiu par extrem de extinși, în timp ce cometele de bariu sunt mult mai compacte.
Toate experimentele sunt descrise în detaliu pe site-urile:
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog
Experimentul compoziției plasma caldă (HPCE) ID NSSDC: 1984-088A-1
Și așa mai departe... MEPA / CHEM/MAG/
Descrierea completă este oferită în Tranzacțiile IEEE de geozonă și senzare la distanță GE-23 1985, număr special
Este păcat că fișierul de 6,4 minute CDAW9 Mass Energy Spectra Data on Magnetic Tape referitor la HPCE al CCE ID NSSDC SPMS – 00170, 84-088A-01C este clasificat! Depinde de Applied Physics Laboratory, contact: domnul Stuart R. Nylund stuart_nylund@jhuapl.edu
O descriere interesantă este oferită în: Experimentul de eliberare a ionilor ID NSSDC: 1984-088B-1
Numele misiunii: AMPTE/IRM
Unde se spune că o pereche de containere Li/Ba produce un total de 2E25/7E24 atomi Li/Ba.
Vedeți mai ales articolul: Tranzacțiile IEEE de geozonă și senzare la distanță GE-23 1985, număr special, p.253 G. Haerendel
Investigator principal: Dr Arnoldo Valenzuela, Institutul Max Planck
Precum și Dr Gerhard Haerendel, cercetător, Institutul Max Planck, hae@mpe.mpg.de
Deci este stabilit că experiența AMPTE a avut loc într-adevăr. A eliberat cu adevărat ioni de bariu și litiu în scopul de a studia magnetosfera terestră și de a crea comete (și/sau nori?) artificiale.
2/ Rolul ionilor de litiu și bariu****
Articolele sunt recuperate prin www.ntis.gov, apoi utilizând motorul de căutare
Este de notat că site-ul: http://library.lanl.gov/catalog a eliminat toate articolele online, în special:
« Observații și teorie ale eliberărilor de bariu din magnetotailul AMPTE » LA-10904-MS
Raport tehnic Los Alamos
Chiar dacă se trece prin: http://nuketesting.enviroweb.org/lanltech
Sau: http://www.envirolink.org/issues/nuketesting/
« Simularea eliberărilor AMPTE: un experiment activ global controlat.
Consiliul pentru Cercetare științifică și tehnică, Chilton (Anglia). Laboratorul Rutherford Appleton;
Universitatea California, Los Angeles. Departamentul de Fizică. »
Tip produs: Raport tehnic
Număr comandă NTIS: PB91-224782
Număr pagini: 31 pagini
Dată: Ianuarie 1991
Autor: R. Bingham, F. Kazeminejad, R. Bollens, J. M. Dawson
Eliberările de pe satelitul AMPTE din 1984 au implicat două specii chimice: litiul care se ionizează prin fotoionizare în aproximativ o oră și bariul care se ionizează în aproximativ 30 de secunde. Ambele tipuri de substanțe chimice au fost utilizate pentru a studia procese fizice diferite, eliberările de litiu au fost folosite pentru a investiga calea prin care particulele vântului solar intră în magnetosfera Pământului, iar eliberările de bariu au fost folosite pentru a investiga interacțiunea dintre un gaz neutru și un plasma în mișcare. Eliberările de bariu au produs pentru prima dată comete artificiale făcute de om, în timp ce eliberările de litiu au produs cele mai mari obiecte fabricate de om. Eliberările AMPTE au fost simulate folosind coduri hibride 2D și 3D cu ioni cinetici și electroni fără masă. Codurile sunt generalizate pentru a include producerea plasma prin gazul care se ionizează treptat într-un plasma în mișcare. În simulările cometei artificiale AMPTE, autori au reușit să demonstreze generarea unei cavități diamagnetice, care încetinește și deviază protonii vântului solar, accelerarea particulelor cometei și devierea laterală a capului cometei și undele de densitate care apar pe o parte a capului cometei, explicabile în termeni de instabilitate Rayleigh-Taylor.
Număr raport: RAL-91-006
Număr contract: N/A
Număr proiect: N/A
Număr sarcină: N/A
Anunț NTIS: 9121
Două puncte sunt deosebit de importante: ionii de bariu au produs primele comete artificiale și ionii de litiu au produs cele mai mari obiecte făcute vreodată de om.
De asemenea, într-un al doilea raport, ionii de bariu ar fi fost responsabili pentru formarea unei cavități diamagnetice mai puțin stabile în vântul solar.
Această instabilitate este amintită și în « Hall magnetohidrodinamica în plasmele spațiale și de laborator » de J.D Huba
Brancha de fizică a fasciculului, Divizia de fizică a plasmei, Laboratorul de Cercetare Navală, Washington DC 20375
Phys. Plasmas 2 (6) iunie 1995 pp 2504-2513,
Unde se face referire la experiența AMPTE (și la succesorul său, experiența CRRES G-10 din 20 ianuarie 1991):
« În timpul misiunii NASA AMPTE, eliberările de bariu au fost făcute în coada magnetosferei Pământului la o altitudine R = 11 Re. În aceste experimente, atomii neutri de bariu se extind radial cu o viteză de 1 km/sec și se fotoionizează pe o scară de timp de 28 secunde. Expansiunea ulterioară a plasma este o plasmă cu beta cinetic ridicat (betak= 4piMoVo²/B²>>1, unde Mo este masa ionilor de bariu) și este subalfvenică (Vo<<Va=180km/sec). S-a produs următoarea dinamică: (1) plasma de bariu a format o coajă densă; (2) curenti diamagnetici s-au stabilit pe suprafața cojii care generează o cavitate magnetică; (3) expansiunea s-a oprit când energia cinetică inițială a devenit comparabilă cu energia câmpului magnetic „împins” în urmă; (4) cavitatea magnetică s-a prăbușit în cele din urmă, readucând sistemul la condițiile anterioare eliberării.
O caracteristică neașteptată a experimentului a fost apariția instabilității în faza de expansiune a eliberărilor, perturbări de densitate pe scară mare, aliniate cu câmpul magnetic, au format pe coajă. ... au fost efectuate eliberări suplimentare de bariu la înălțime mare în timpul misiunii NASA CRRES (Satelitul combinat pentru efectele eliberărilor și radiațiilor), și fenomene similare au fost observate. În timpul eliberării CRRES G-10, analiza datelor magnetometrice în situs a arătat oscilații pe scară mare ale câmpului magnetic. În final, MHD Hall a fost utilizat și pentru a explica mișcarea transversală neașteptată a eliberării AMPTE de bariu în vântul solar. »
Se pare că există fenomene necunoscute legate de interacțiuni, iar absența detectării ionilor (Li și Ba) după eliberare este subliniată în mai multe articole:
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russel/ESS265/Ch3.html
http://www-scc.igpp.ucla./edu/scc/textbook/mmm.html
în « Măsurători multipunctuale ale magnetosferei » Avansuri în cercetarea spațială 8(9). Pergamon Press Oxford 1988
« Studiile interacțiunii cu norul au fost spectaculoase, dar nu s-au detectat ioni în magnetosfera internă ca urmare a acestor eliberări ».
și în final
http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Educatcc/Sconct15.html
« Nori de ioni de bariu » care explică metoda și aspectul cu o frumoasă imagine: « curând un nor albastru de ioni separat de cel verde, de obicei alungit sau benzi în direcția liniilor câmpului magnetic, care ghidă ionii » fără a uita niște nori de litiu
http://spacelink.nasa.gov/NASA.Projects...tmosphere/CRRES/Status.reports/91-01-18
Un cilindru de litiu a fost eliberat de pe satelit conform planului, rezultând formarea unui nor luminos roșu în 23:20 CST (17 ianuarie)
Cele două tipuri de ioni sunt utilizate, bariu și litiu. Bariul apare verde cu ușoare urme albastre. Litiul apare roșu
**Se pare? ? că bariul este instabil? Se pare că litiul formează urme mai stabile pe suprafețe mai mari?
Rămâne de elucidat totuși bariul, care nu a fost detectat/observat.
Linii ar trebui să fie:
Ba neutru: 553,5 nm
** Ba ionizat: 455,4 nm / 493,4 nm, linia cea mai puternică fiind la 455,4 nm
**http://ftp.aer.com/users/pad/moddpac/v062001.ps ******
Este de remarcat că aceasta provine din spectrul de la Pic du Midi și este limitată pentru La Palma
**( Pic du Midi (5500-7000 A) și La Palma (INT; 4000-6000 A) **
Alți observatoare nu au observat în acest domeniu spectral.**** ---
Anexa 2
Estimarea magnitudinii SL9
înainte de descompunere
pe data de 7 iulie 1992****
Luând în considerare următoarele ipoteze: P = 45 W/m² (adică constanta solară pe Jupiter)
Diametru corp: 10 km, albedo: 0,04,
rezultă:
Putere radiată înapoi: 1,8·10⁸ Wați
Putere primită pe Pământ: 4·10⁻¹⁷ Wați/m² (am rotunjit distanța Jupiter-Pământ la 4 UA)
Am luat ca referință steaua standard Vega (Alpha Lyrae) Mag 0, a cărei distribuție spectrală este dată în Fig. 6.7, p. 176 din „New Cosmos”
Densitate spectrală medie: 5·10⁻¹¹ Wați/m²/nm
Am aproximat o densitate spectrală medie pe spectrul de la 400 la 800 nm și am integrat pentru a obține puterea medie în vizibil ca referință pentru magnitudinea 0.
Apoi aplicând formula clasică a lui Pogson (M2-M1 = -2,5 log M2/M1), se obține o magnitudine vizuală a obiectului SL9 de 21,7.
Aceasta confirmă aproximativ calculele lui Lindgren; într-adevăr, steaua este albastră, dar sensibilitatea plăcii sau a CCD-ului la acea vreme era probabil mai roșie, valorile distanțelor sunt ușor rotunjite, totuși ordinul de mărime este corect.
Dacă schimbăm albedo: foarte scăzut, trecând de la 0,04 la 0,08, câștigăm 0,75 Mag (echivalentul unui schimbare a diametrului cu factorul radical(2)).
Deci magnitudinea obiectului (dacă nu emitea) înainte de descompunere la trecerea pragului Roche ar trebui să fie în intervalul 21/22.
Asta înseamnă că era foarte probabil la limita detectabilității; ar fi fost nevoie de caracteristicile exacte ale telescopului Schmidt de 1 m al ESO și a plăcilor sau a CCD-urilor de la focar pentru a concluziona calculând raportul semnal-zgomot necesar, dar în general putem spune că era în limita detectabilității.
(Nu trebuie uitat zgomotul cerului care este de aproximativ Mag 22 pe arcsecundă la pătrat)
Deci nu este imposibil ca detectarea să fi eșuat, totul depinde esențial de echipamentul de detectare și de timpurile de expunere efectuate în acea cercetare. ****
** Numărul de vizitatori ai acestei pagini de la data de 3 decembrie 2003** :
Înapoi la Noutăți Înapoi la Ghid Înapoi la pagina principală
