Obraz w połowie podczerwieni komety 9P / Tempel 1 po zderzeniu z głębokim uderzeniem. Źródło zdjęcia: NAOJ Kliknij, aby powiększyć
Kiedy misja Deep Impact NASA zaatakowała kometę 9P / Tempel 1 4 lipca tego roku, gigantyczne teleskopy na Mauna Kea miały wyjątkowy widok na masywną chmurę pyłu, gazu i lodu wyrzuconą podczas zderzenia.
Seria skoordynowanych obserwacji, przeprowadzonych w idealnych warunkach przez największą na świecie kolekcję dużych teleskopów, dostarczyła zaskakujących nowych informacji na temat pochodzenia i cykli komet. W szczególności materiały pod zakurzoną skórą komety ujawniają uderzające podobieństwa między dwiema rodzinami komet, w których nie podejrzewano związku.
Obserwacje pozwoliły również naukowcom określić masę materiału wybuchowego podczas zderzenia, który szacuje się na 25 w pełni załadowanych ciągników-przyczep.
Odkrycia opierają się na składzie pyłu skalistego wykrytego przez 8-metrowe teleskopy Subaru i Gemini oraz związki organiczne etanu, wody i węgla na podstawie 10-metrowego W.M. Obserwatorium Kecka. Wyniki tych obserwacji Mauna Kea zostały dziś udostępnione w specjalnym odcinku w czasopiśmie Science, podkreślając wyniki eksperymentu Deep Impact.
Kometa Tempel 1 została wybrana do eksperymentu Głębokie Uderzenie, ponieważ okrąża Słońce na stabilnej orbicie, która umożliwia delikatne wypalenie jej powierzchni za pomocą promieniowania słonecznego. W rezultacie kometa ma starą, wyblakłą, ochronną warstwę pyłu, która pokrywa lodowy materiał pod nią, podobnie jak zaspa śnieżna gromadzi brud na swojej powierzchni, gdy topi się w wiosennym świetle słonecznym. Misja Deep Impact została zaprojektowana, aby kopać głęboko pod tym skorupiastym zewnętrzem, aby dowiedzieć się więcej o prawdziwej naturze składników pyłu i lodu komety. „Ta kometa zdecydowanie miała coś do ukrycia pod fornirem skał i lodu i byliśmy gotowi z największymi na świecie teleskopami, aby dowiedzieć się, co to było” - powiedział Chick Woodward z University of Minneapolis i część zespołu obserwacyjnego Gemini.
Połączone obserwacje pokazują złożoną mieszankę krzemianów, wody i związków organicznych pod powierzchnią komety. Materiały te są podobne do tego, co można zobaczyć w innej klasie komet, o których uważa się, że znajdują się w odległym roju nieskazitelnych ciał zwanych Obłokiem Oorta. Komety Oort Cloud to dobrze zachowane skamieliny na zamarzniętych przedmieściach Układu Słonecznego, które niewiele się zmieniły przez miliardy lat od ich powstania. Kiedy są czasami odsuwane grawitacyjnie w stronę Słońca, rozgrzewają się i uwalniają obfite ilości gazu i pyłu podczas jednorazowej wizyty w wewnętrznym Układzie Słonecznym.
Uważa się, że powracające komety, takie jak Tempel 1 (znane jako komety okresowe), powstały w chłodniejszym pokoju dziecinnym, wyraźnie innym niż miejsce narodzin ich kuzynów, komet Oort Cloud. Dowody na istnienie dwóch różnych „drzew genealogicznych” leżą w ich bardzo różnych orbitach i pozornym składzie. „Teraz widzimy, że różnica może być naprawdę powierzchowna: tylko skóra głęboko”. powiedział Woodward. „Pod powierzchnią te komety mogą wcale nie być tak różne.
To podobieństwo wskazuje, że oba typy komet mogły mieć miejsce narodzin w regionie formującego się układu słonecznego, w którym temperatury były wystarczająco ciepłe, aby wytworzyć obserwowane materiały. „Jest prawdopodobne, że ciała te powstały między orbitami Jowisza i Neptuna we wspólnym pokoju dziecinnym” - powiedział Seiji Sugita z Uniwersytetu w Tokio i członek zespołu Subaru.
„Kolejnym pytaniem, którym udało się odpowiedzieć teleskopom Mauna Kea, jest ilość masy wyrzuconej, gdy na kometę uderzył kawał miedzi o wielkości wielkiego fortepianu ze statku kosmicznego Deep Impact” - powiedział Sugita. W momencie zderzenia statek kosmiczny podróżował z prędkością około 23 000 mil na godzinę lub prawie 37 000 kilometrów na godzinę.
Ponieważ statek kosmiczny nie był w stanie zbadać wielkości krateru utworzonego po jego utworzeniu, obserwacje Mauna Kea w wysokiej rozdzielczości dostarczyły danych niezbędnych do uzyskania dokładnego oszacowania wyrzutu masy, który wynosił około 1000 ton. „Aby uwolnić tę ilość materiału, kometa musi mieć dość miękką konsystencję”, powiedziała Sugita.
„Rozprysk z sondy uderzeniowej NASA uwolnił te materiały i byliśmy we właściwym miejscu, aby uchwycić je największymi teleskopami na Ziemi” - powiedział W.M. Dyrektor Keck Fred Chaffee. „Ścisła współpraca między Keckiem, Bliźniętami i Subaru zapewniła, że najlepszą naukę wykonały najlepsze teleskopy na świecie, pokazując, że całość jest często większa niż suma jej części.”
Wszystkie trzy największe teleskopy Mauna Kea obserwowały kometę w części widma w podczerwieni, która jest światłem, które można określić jako „bardziej czerwone niż czerwone”. Statek kosmiczny Deep Impact nie został zaprojektowany do obserwacji komety w części widma w środkowej podczerwieni (lub termicznej podczerwieni), co potrafili zrobić Subaru i Bliźnięta. Obserwacje Kecka wykorzystały spektrograf o wysokiej rozdzielczości w bliskiej podczerwieni. Tego rodzaju duże instrumenty byłyby niemożliwe do zamontowania na statku kosmicznym Deep Impact.
„Te obserwacje dają nam najlepszy wgląd w to, co kryje się pod zakurzoną skórą komety” - powiedział David Harker, który kierował zespołem Gemini. „W ciągu godziny od uderzenia blask komety zmienił się i byliśmy w stanie wykryć cały szereg drobnych, zakurzonych krzemianów napędzanych przez podtrzymujący się gejzer gazowy spod ochronnej skorupy komety. Obejmowały one dużą ilość oliwinu o składzie podobnym do tego, co można znaleźć na plażach poniżej Mauna Kea. Te niesamowite dane były naprawdę prezentem od Mauna Kea! ”
Instrumentami, które dokonały tych obserwacji były:
* MICHELLE (Echelle Spectrograph / Imager w środkowej podczerwieni) na 8-metrowym teleskopie Fredrick C. Gillett (Gemini North)
* NIRSPEC (spektrograf bliskiej podczerwieni) na 10-metrowym 10-metrowym teleskopie Keck II
* COMICS (schłodzona kamera na podczerwień i spektrograf) na 8-metrowym teleskopie Subaru
Oryginalne źródło: NAOJ News Release
Jaki jest największy teleskop?
