舒马克-利维9号对木星的影响
关于SL9文件的研究综述
2003年12月3日
第二部分
7/撞击 - 图片
7/结论 - 有待解决的问题****
重新审视撞击前分析的部分结论表，可以看出
图例：NC：不兼容，C：兼容，I：需要进一步调查
SL9来源 陨星 小行星 类型Doc SL9
** 碳质球粒陨石**
** 类型C**
未检测到
在解体前 NC/I1 NC/I1 C/I1
未检测到
在解体后 NC/I1 NC/I1 C/I1
尘埃尾部 NC C C
无发射
轨道 C C C
无挥发物 NC/I2 C C
红色外观 / 更红的太阳 C C C/I3
红色晕圈减弱 C C C
反照率 0.04 NC C C
检测到 Mg++ C ? ? C C
硅酸盐 C ? ? C NC
锂线 NC C C****
无钡 C C NC ?
额外信息（锂线、硅酸盐、无钡）有助于解释。这并非是一颗彗星（缺乏锂）
假设一个C1型碳质球粒陨石小行星，位于外小行星带，被木星捕获，可以解释所有观察结果：无挥发物、反照率极低0.04，这在极端情况下解释了未被检测到（这一点仍有争议），由解体碎片组成的假尾部，硅酸盐的存在，锂线与其他元素一致，如果考虑到差异饱和度。
关于SL9文件，硅酸盐的存在和许多金属的检测是有问题的，以及完全缺乏钡。
关于撞击能量，假设以下条件（Z Sekanina (16) 第6节，质量1017克，直径10公里，密度0.2，速度10公里/秒（而不是60公里/秒，因为考虑到大气制动后的典型流星速度计算撞击点的能量更合理），这将产生约5. 1021焦耳的能量，相当于E = mc2，总质量约为50吨（即一半的反物质），用于所有撞击的总和。
假设进入速度为30公里/秒，总体上将有约500吨，即约250吨反物质用于所有撞击的总和。
对于直径4公里的碎片造成的最大撞击，进入速度仍为30公里/秒（很可能被高估了），因此需要约32吨，即一半的反物质。
因此，携带的质量数量级与运载能力和旅行次数并不矛盾。
因此，最可能的假设是一个C1型碳质球粒陨石小行星，彗星假设应被排除，至于SL9文件的假设，它无法解释硅酸盐、许多金属和钡的缺失，尽管所有质量计算都是一致的。
唯一剩下的问题是1993年火星前未被检测到，只有在1992年7月/8月期间拍摄的木星照片才能彻底解决这个问题。
****
8/参考文献
(1) * 欧洲SL-9/木星研讨会 1995年2月13-15日，ESO总部，德国慕尼黑 - 会议记录第52号，由R. West和H. Böhnhardt编辑 - ISBN 3-923524-55-2*
(2) « Schoemaker-Levy 9彗星 », 《Pour La Science》1999年4月特刊 « Les Terres Celestes «
(3) http://www2.globetrotter.net/astroccd/biblio/berdtb00.htm
(4) http://www.astrosurf.org/lombry/sysol-jupiter-sl9-2.htm
(5) 关于Schoemaker-Levy 9彗星成分和性质的观测限制，Jacques Crovisier，巴黎天文台，Meudon
(6) 《Pour La Science》1999年4月特刊，Les Terres Célestes，第120-126页，Jean Luu和David Jewitt，1999年，柯伊伯带
(7) 寻找遇到木星的彗星：第一次行动，Icarus 107，311-321，Tancredi G. Lindgren M 1994
(8) IAU Circ N° 5892 Tancredi G. Lindegren M, Lagerkvist CI (1993)
(9) P/Shoemaker-Levy 9撞击前观测 - David Jewitt - 夏威夷火奴鲁鲁Woodlawn Drive 2680号，天文研究所
(10) 在La Silla获得的SL-9 CCD图像形态学研究 - RM West (ESO)，RN Hook (ESO)，O. Hainaut (夏威夷火奴鲁鲁天文研究所，美国)
(11) Shoemaker-Levy 9彗星的成像测光和颜色 - G.P. Chernova, N.N. Kiselev, K Jockers , 马克斯·普朗克太阳大气研究所，Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau 德国
(12) Shoemaker-Levy 9的NTT观测 - 成像和光谱 - J.A Stüwe, R Schulz and M.F. AHearn , 马克斯·普朗克太阳大气研究所，Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau 德国，马里兰大学天文系，College Park, Md 20742 美国
(13) 在Pic du Midi和Haute Provence天文台对Shoemaker-Levy 9的撞击前观测 - F Colas, L Jorda, J Lecacheux, JE Arlot, P Laques, W Thuillot, 3 rue Mazarine, F-75003 Paris FRANCE, 巴黎天文台-Meudon，ARPEGES, F-92195 Meudon Cedex FRANCE, Pic du Midi天文台，Bagneres de Bigorre, FRANCE
(14) 通过哈勃空间望远镜拍摄的Shoemaker-Levy 9彗星核 - Zdenek Sekanina, 喷气推进实验室，加州理工学院，帕萨迪纳，加利福尼亚 91109，美国
(15) 在Calar Alto天文台使用Johnson B, V, 和 R滤光片对P/Shoemaker-Levy 9的观测，1994年6月2日/3日，D.E. Trilling, H.U. Keller, H. Rauer, R. Schulz, N. Thomas 马克斯·普朗克太阳大气研究所，37189 Katlenburg Lindau 德国
(16) Shoemaker-Levy 9彗星核的分裂，Zdenek Sekanina, 喷气推进实验室，加州理工学院，帕萨迪纳，加利福尼亚 91109，美国
(17) Shoemaker-Levy 9彗星撞击时的尘埃磁层相互作用，W.-H .Ip 马克斯·普朗克太阳大气研究所，Postfach 20, D-37189 Katlenburg-Lindau 德国，天文学系
(18) 通过伽利略近红外测绘光谱仪观测的G和R碰撞事件的一些时间与光谱方面，R.W. Carlson, P.R. Weissman, J Hui, M Segura, W.D. Smythe, K.H. Baines,T.V. Johnson (地球与空间科学部，喷气推进实验室)，P. Drossart和T. Encrenaz (DESPA，巴黎天文台)，F Leader和R Mehlman (加利福尼亚大学洛杉矶分校地球物理与行星物理研究所)
(19) 《Stock天文图集》(1976)
(20) 《新宇宙》第五版 - 2002 - 天文学和天体物理学导论 A. Unsöld / B. Bascek Springer
(21) 伦敦大学学院 Exp. AMPTE http://www.mssl.ucl.ac.uk/www_plasma/missions/ampte.html
(22) SL9成分 http://www.seds.org/~rme/sl9.html
(23) 彗星典型成分，参考彗星 Hale Bope **
*参考文献：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
联系方式：Dominique Bockelée-Morvan, Jacques Crovisier, 巴黎天文台, ARPEGES
(24) Pic du Midi对SL-9彗星撞击后原子线的观测 / M. Roos-Serote, A Barucci, J. Crovisier, P. Drossart, M. Fulchignoni, J. Lecacheux 和 F. Roques 巴黎天文台（Meudon分部）
(25) 从D/Shoemaker-Levi 9次级核产生的木星喷射物的快速光谱变化 / Churyumov K.I, Tarashchuk V.P. (基辅大学天文台，乌克兰)，Prokofeva V.V (克里米亚天体物理观测站，乌克兰)
(26) SL9撞击火球中的高温化学反应 / S Borunov, P. Drossart, Th Encrenaz / DESPA，巴黎天文台-Meudon
(27) 中国木星观测的观测与研究 / 王世超，钱伯辰，黄克良 / 紫金山天文台，中国科学院，上海天文台，南京大学物理系
(28) SL9光谱成分 .. http://www.jpl.nasa.gov/sl9/news35.html
| 附录 1 |
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****| AMPTE实验 |
|---|
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主动磁层粒子追踪探测器
1/ 关联与存在
AMPTE实验在SL9文件中被提及，作为一项初步实验，用于测试SL9物体的伪装，通过释放锂和钡离子，这些离子被太阳风激发，从而产生彗星的假象。
这份备忘录的目的是
-
确认该实验是否确实发生
-
描述该实验并提供参考文献 - 确定离子的确切作用 - 看看哪些假设和限制是必要的，以便将其应用于SL9的情况
AMPTE实验确实发生过。它是由德国、英国和美国联合开发的。它由三个卫星组成：
CCE：电荷组成探测器 IRM：离子释放模块 UKS：英国卫星 NASA 德国显然 GB 应用物理实验室 约翰霍普金斯实验室 马克斯·普朗克外星研究研究所 马尔登空间中心（UCL）
来源：NASA历史手册第386-388页和表4-36, 4-37, 4-38
这三个卫星于1984年8月16日发射到椭圆轨道上：
类型 CCE IRM UKS 远地点 49 618公里 113 818公里 113 417公里 近地点 1174公里 0402公里 1002公里 倾角 02.9° 27.0° 26.9° 周期 939.5分钟 2653.4分钟 2659.6分钟 质量 242公斤 705公斤 077公斤 退役时间 14/07/1989 1987年11月故障，运行5个月
IRM模块包含（除了其他）16个成对的发射舱，其中8个含有Li-CuO混合物，另外8个含有Ba-CuO，这些在距离卫星超过一公里处点燃，释放出热锂和钡气体。
来源：NASA历史手册第455页 表4-37 « 离子释放模块特性 »**
模块包含各种测量设备，光谱仪、离子分析器、磁场测量器、粒子能量分析器等。
AMPTE的一项任务是（除了其他）： « 研究人工注入等离子体与太阳风的相互作用 »
也明确提到： « 一个预期的结果是形成人工彗星，这些彗星从飞机和地面上观察到 »
来源：NASA历史手册第386页
有四次锂/钡的释放。明确提到：
「除了航天器观测外，北半球和南半球的地面站和飞机观察了人工彗星和尾部释放」
还值得注意的是，这将在其他文章中再次提到：
「CCE数据中没有检测到示踪离子 ， 这是一个令人惊讶的结果 ，因为根据公认的理论，应该在CCE上观察到显著的示踪离子通量」
以及：「航天器还形成了两个钡人工彗星。在两种情况下，各种地面观测站都获得了这些彗星的良好图像」。
来源：NASA历史手册第387页
释放可以精确地进行日期：
http://sd-www.jhuapl.edu/AMPTE/ampte_mission.html
1984年9月11日和20日的两个锂云
1984年12月27日和1985年7月18日的两个钡人工彗星
1985年3月21日、4月11日、4月23日和5月13日的两次钡释放和两次锂释放
有一张释放地图：
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russel/ESS265/CR-1863.html
可以看到，锂云似乎非常广阔，而钡彗星则更加紧凑。
所有实验在以下网站上都有更详细的描述：
http://nssdc.gsfc.nasa.gov/database/MasterCatalog
热等离子体组成实验（HPCE） NSSDC ID：1984-088A-1
等等等等。MEPA / CHEM/MAG/
完整描述见* IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing GE-23 1985 特刊*
令人遗憾的是，6.4分钟的CDAW9质量能量谱数据在磁带上，涉及CCE的HPCE NSSDC ID：SPMS - 00170，84-088A-01C被分类！它取决于应用物理实验室，联系Stuarrt R. Nylund stuart_nylund@jhuapl.edu
一个有趣的描述见：离子释放实验 NSSDC ID：1984-088B-1
任务名称：AMPTE/IRM
其中提到，一对Li/Ba容器总共产生2E25/7E24个Li/Ba原子。
特别参见文章：IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing GE-23 1985 特刊第253页 G. Haerendel
首席研究员：Dr Arnoldo Valenzuela 马克斯·普朗克研究所
以及 Dr Gerhard Haerendel，马克斯·普朗克研究所研究员，hae@mpe.mpg.de
因此，可以确定AMPTE实验确实发生过。它确实释放了钡和锂离子，目的是研究地球磁层并制造人工彗星（和/或云）。
2/ 锂和钡离子的作用****
文章通过www.ntis.gov获取，然后使用搜索引擎
值得注意的是，网站：http://library.lanl.gov/catalog删除了所有在线文章，包括：
« Observations and Theory of the AMPTE magnetotail barium releases » LA-10904-MS
洛斯阿拉莫斯技术报告
即使通过：http://nuketesting.enviroweb.org/lanltech
或者 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. »
产品类型：技术报告
NTIS订单编号：PB91-224782
页数：31页
日期：1991年1月
作者：R. Bingham, F. Kazeminejad, R. Bollens, J. M. Dawson
1984年的Ampte航天器释放涉及两种化学物质：锂，大约1小时通过光致电离，而钡大约30秒电离。这两种化学物质用于研究不同的物理过程，锂释放用于研究太阳风粒子进入地球磁层的路径，而钡释放用于研究中性气体与流动等离子体的相互作用。钡释放首次产生了人造人工彗星，而锂释放产生了最大的人造物体。Ampte释放使用二维和三维混合代码进行了模拟，其中离子具有动能，电子为无质量流体。这些代码被推广以包括在流动等离子体中逐渐电离气体产生的等离子体。在Ampte人工彗星的模拟中，作者能够展示直径磁腔的生成，这会减缓和偏转太阳风质子，彗星粒子加速以及彗星头部的横向偏转，以及彗星头部一侧出现的密度波纹，这被解释为瑞利-泰勒不稳定性。
报告编号：RAL-91-006
合同编号：N/A
项目编号：N/A
任务编号：N/A
NTIS公告问题：9121
有两个点特别值得注意：钡离子产生了第一批人造彗星，而锂离子产生了人类制造的最大物体。
另外，在第二份报告中，钡离子被指出是形成磁化腔的起因，这种磁化腔在太阳风中是不稳定的。
这种不稳定性在 « Hall magnetohydrodynamics in space and laboratory plasmas » 中也有提及，作者是J.D Huba
等离子体物理部，海军研究实验室，华盛顿特区20375
Phys. Plasmas 2 (6) 1995年6月，第2504-2513页，
其中提到了AMPTE实验（以及其后续的CRRES G-10实验，1991年1月20日）：
« 在NASA AMPTE任务期间，钡释放发生在地球磁尾，高度R = 11 Re。在这些实验中，中性钡原子以1公里/秒的速度径向扩展，并在28秒内光致电离。随后的等离子体扩展是一个高动能β等离子体（betak= 4πMoVo²/B²>>1，其中Mo是钡离子的质量），并且是亚阿尔芬的（Vo<<Va=180公里/秒）。发生的现象是：（1）钡等离子体形成了一个密集的壳；（2）在壳的表面上建立了磁化电流，产生了一个磁腔；（3）当初始动能与“吸入”的磁场能量相当，扩展停止；（4）磁腔最终崩溃，系统恢复到释放前的条件。
实验的一个意外特征是在释放扩展阶段出现的不稳定性，壳上形成了大规模的场对齐密度扰动。...在NASA CRRES（Combined Released and Radiations Effects Satellite）任务期间进行了额外的高海拔钡释放，观察到了类似的现象。在CRRES G-10释放期间，对现场磁强计数据的分析揭示了磁场的大规模振荡。最后，Hall MHD也被用来解释AMPTE钡释放在太阳风中的意外横向运动。」
因此，似乎存在一些不理解的离子相互作用现象，多个论文强调了离子（Li和Ba）在释放后未被检测到的现象：
http://www-ssc.igpp.ucla.edu/personnel/russel/ESS265/Ch3.html
http://www-scc.igpp.ucla./edu/scc/textbook/mmm.html
在 « Multipoint Magnetospheric Measurements » Advance in space Research 8(9) . Pergamon Press Oxford 1988
« 与云的相互作用研究非常成功，但这些释放的结果中没有在内磁层检测到离子」。
最后，
http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Educatcc/Sconct15.html
「钡离子云」，解释了方法和外观，有一张漂亮的照片「不久后，一个蓝色的离子云与绿色的云分离，通常沿着磁场线方向延伸或条纹状，引导离子」，不要忘记锂云
http://spacelink.nasa.gov/NASA.Projects...tmosphere/CRRES/Status.reports/91-01-18
一个锂容器按计划从卫星上被弹出，结果在1月17日晚上11:20 CST形成了一个发光的红云
**两种离子都被使用，钡和锂。****钡呈现绿色，带有轻微的蓝色痕迹。**锂呈现红色
**似乎？？钡是不稳定的？**锂似乎在更广阔的区域内形成更稳定的痕迹？
然而，仍然需要弄清楚钡，它没有被检测/观察到。
这些线应该为：
** 中性钡：553.5 nm**
** **电离钡：455.4 nm / 493.4 nm ，最强的是455.4 nm
**http://ftp.aer.com/users/pad/moddpac/v062001.ps ******
值得注意的是，它来自Pic du Midi的光谱，并且在La Palma的极限范围内
**( Pic du Midi (5500-7000 A) and La Palma (INT; 4000-6000 A) **
其他天文台没有在这个光谱范围内观测。**** ---
附录 2
SL9的亮度估算
在它解体之前
1992年7月7日****
假设以下条件 P = 45W/m2（即木星上的太阳常数）
物体直径：10公里，反照率：0.04，
得出：
返回的辐射功率：1.8 108瓦特
地球接收到的功率：4 1017瓦特/平方米（我将木星-地球距离近似为4天文单位）
我以标准恒星维加（天琴座α）为参考（视星等0左右），其光谱分布见《New Cosmos》第176页图6.7
平均光谱密度：5 10-11 W/m2/nm
我近似了400至800纳米光谱范围的平均光谱密度，并进行了积分以获得可见光范围的平均功率，作为视星等0的参考。
然后应用经典的波格森公式（M2-M1=-2.5 logM2/M1），得出SL9物体的视星等为21.7。
这大致确认了Lindgren的计算，因为恒星是蓝色的，而当时它的胶片或CCD的灵敏度可能更偏向红色，距离值略有近似，但数量级是正确的。
如果改变反照率：从0.04到0.08，将增加0.75星等（相当于直径变化的平方根）。
因此，物体在解体前通过洛希极限时的视星等应在21/22范围内。
这意味着它很可能处于检测的极限，需要知道ESO的1米施密特望远镜和焦平面上的胶片或CCD的具体特性才能得出结论，计算所需的信噪比，但总体而言，可以说它确实处于可检测的极限。
（不要忘记天空背景的亮度约为22星等/平方秒）
因此，它的检测失败是可能的，这主要取决于检测设备和当时进行的曝光时间。 ****
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