Il y a vingt-cinq ans, l'humanité a d'abord été témoin d'une collision entre une comète et une planète. Du 16 au 22 juillet, 1994, d'énormes morceaux de la comète Shoemaker-Levy 9 (SL9), découvert juste un an auparavant, s'est écrasé sur Jupiter pendant plusieurs jours, créer d'énormes, des cicatrices sombres dans l'atmosphère de la planète et des panaches surchauffés dans sa stratosphère.

L'impact SL9 a donné aux scientifiques l'opportunité d'étudier un nouveau phénomène céleste. C'était aussi un signal d'alarme que de grosses collisions se produisent encore dans le système solaire - après tout, si Jupiter était vulnérable, peut-être que la Terre est, trop. Si la comète avait frappé la Terre à la place, cela aurait pu créer une catastrophe atmosphérique mondiale, un peu comme l'événement d'impact qui a anéanti les dinosaures il y a 65 millions d'années.

"Shoemaker-Levy 9 était une sorte de coup de poing dans le ventre, " a déclaré Heidi Hammel, qui a dirigé les observations en lumière visible de la comète avec le télescope spatial Hubble de la NASA et est maintenant vice-président exécutif de l'Association des universités pour la recherche en astronomie AURA (qui gère l'interface des astronomes avec Hubble). "Cela a vraiment renforcé notre compréhension de l'importance de surveiller notre quartier local, et de comprendre quel est le potentiel d'impacts sur la Terre à l'avenir."

Comètes, boules de neige cosmiques de gaz gelés, roche et poussière qui orbitent autour du Soleil, ne sont qu'un type d'objet qui peut faire des ravages sur les corps planétaires. Les astéroïdes—les rochers, les restes sans air laissés par la formation de notre système solaire en sont un autre. En l'honneur de la Journée mondiale des astéroïdes, 30 juin nous revenons sur cet événement historique Shoemaker-Levy 9, ce qui nous a appris l'importance de surveiller les impacts potentiels.

A la découverte de la comète

Les astronomes Carolyn et Eugene Shoemaker et David Levy ont découvert la comète SL9 en mars 1993. Les Shoemakers étaient déjà un duo astronomique bien connu pour la découverte des comètes, ayant découvert 32 comètes ensemble ou séparément dans leur carrière. Les calculs ont indiqué que la comète, brisé en gros morceaux (certains de plus d'un demi-mile de large) par la gravité de la planète, était en orbite autour de Jupiter et aurait un impact en juillet 1994.

La nouvelle a plongé la communauté astronomique dans une frénésie – c'était l'occasion d'observer réellement un impact. D'autres planètes et lunes sont couvertes de cratères, mais nous n'avions jamais vu un impact se produire. Sur Terre, les scientifiques ont récemment confirmé que beaucoup de nos propres cratères ont été créés par des impacts plutôt que par des éruptions volcaniques, comme le Meteor Crater d'un kilomètre de large (1,6 kilomètre de large) en Arizona, et le cratère Chicxulub de 150 km de large dans le golfe du Mexique. L'impact SL9 avec Jupiter serait une opportunité extraordinaire d'étudier comment les impacts ont affecté une planète.

Les astronomes du monde ont eu un an pour se préparer à l'impact, tant de télescopes au sol à travers le monde ont rejoint la campagne. Cet effort comprenait l'installation de télescope infrarouge de la NASA (IRTF) qui se trouve au sommet de Maunakea sur la grande île d'Hawaï. La NASA a également finalement reçu des données de deux de ses vaisseaux spatiaux, le vaisseau spatial Galileo - qui était déjà en route vers Jupiter après son lancement en 1989 - et le télescope spatial Hubble.

"Les impacts Shoemaker-Levy 9 ont réuni des chercheurs sur les comètes, Experts de l'atmosphère de Jupiter, et astronomes, qui se sont réunis pour demander "Comment allons-nous observer cet événement?", A déclaré Kelly Fast, directeur de programme pour le Near Earth Object Observations Program de la NASA. Pour les impacts SL9, Fast était stationné à l'IRTF lors de son premier passage d'observation. "Avoir cet avis à l'avance pour planifier était vraiment essentiel, car cela nous a donné l'opportunité d'optimiser la façon dont ces observations pourraient être faites pour nous donner la meilleure science. »

Les astronomes se sont réunis à l'IRTF à Hawaï pour commencer à se préparer à l'impact. Le télescope, qui a été construit à la fin des années 1970 pour soutenir les missions Voyager vers les planètes extérieures, est sensible à la chaleur, ses images montraient donc d'énormes points lumineux là où les fragments de comètes impactaient Jupiter.

"Normalement, vous pensez que le système solaire est statique, vous ne voyez pas ces grands changements se produire d'un seul coup, " a déclaré John Rayner, directeur de l'IRTF, qui faisait partie du personnel de l'IRTF pendant les impacts. "Mais pour voir soudainement ces impacts, ces énormes points lumineux apparus sur la plus grande planète de notre système solaire, était assez extraordinaire."

Aussi étonnantes que fussent les observations de l'IRTF et de nombreux observatoires au sol, ces télescopes de la Terre n'ont pas réellement vu les impacts se produire car ils se sont produits du côté "nuit" de Jupiter. Ce n'est que lorsque la planète a tourné que les télescopes au sol ont pu voir les séquelles de l'impact.

Mais le vaisseau spatial Galileo de la NASA était aux premières loges pour l'événement. Au moment des impacts, Galilée était en route pour étudier Jupiter et ses lunes, et s'approchant à la bonne géométrie pour assister aux fragments de SL9 s'écraser sur la géante gazeuse. À 238 millions de kilomètres (148 millions de miles), le vaisseau spatial a commencé à prendre des photos.

Les meilleures images, bien que, vient de Hubble, qui avait récemment fait l'objet de réparations cruciales lors de sa première mission d'entretien. Au-dessus de l'atmosphère terrestre, avec sa caméra haute résolution, La qualité d'image exquise de Hubble a permis aux scientifiques de suivre les panaches se développant et s'effondrant sur les sommets des nuages ​​de Jupiter. Lentement, pendant que la planète tournait, des cicatrices sombres ont été révélées dans son atmosphère là où les fragments de comète l'avaient impacté. Les astronomes ont vu des vagues en expansion de matière noire, les formes des panaches, et des détails dans les champs de débris des explosions avec des détails sans précédent. Des conférences de presse de Hubble ont eu lieu au moins une fois par jour pendant toute la semaine afin que le public puisse suivre l'arrivée de nouvelles images.

Hammel se souvient avoir été initialement sceptique quant au fait que Hubble verrait quoi que ce soit, puisque la comète était si petite par rapport à l'immense planète gazeuse. Quand les images ont commencé à tomber, elle a à peine dormi pendant des jours.

"J'étais stupéfait, et puis j'étais ravi, " a-t-elle dit. C'était tellement remarquable d'être impliqué dans un projet que je savais allait changer notre compréhension de Jupiter, et changer notre compréhension des impacts sur le système solaire."

Sciences de l'impact

Des scientifiques du monde entier ont observé les conséquences des 21 fragments qui ont percuté l'atmosphère de Jupiter. Chaque impact a soulevé des matériaux qui ont éclaboussé l'atmosphère de Jupiter, créant des débris qui ont servi de marqueurs aux scientifiques sur Terre pour étudier les vents de Jupiter. Avant l'événement, Le suivi des nuages ​​était le principal moyen de voir comment l'atmosphère de la géante gazeuse transportait des matériaux autour de la planète. Mais des matériaux comme l'ammoniac et le cyanure d'hydrogène remontés dans la stratosphère depuis les profondeurs des nuages ​​​​les plus élevés de Jupiter ont donné aux scientifiques un moyen de suivre les vents alors que ces molécules étaient soufflées autour de la planète. Même aujourd'hui, les scientifiques peuvent encore détecter les changements de cyanure d'hydrogène dans l'atmosphère de Jupiter à partir des impacts.

Les observations ont également permis d'affiner les modèles d'impact de base et de nous en dire plus, en général, sur la façon dont les particules sont transportées dans une atmosphère après un impact. Parce que nous ne pouvons pas tester les impacts dans la vie réelle, sauf à très petite échelle, comme tirer un caillou dans un bloc de roche dans un laboratoire - les impacts SL9 ont offert aux scientifiques une expérience naturelle avec laquelle étudier comment les impacts massifs affectent un grand corps comme une planète. L'étude de l'impact de SL9 sur Jupiter a aidé les scientifiques à renforcer leurs modèles de ce qui pourrait arriver si une comète ou un astéroïde frappait la Terre.

Un appel au réveil pour l'humanité

Avant l'impact SL9, le terme "défense planétaire" n'existait pas. Ces jours, il existe de nombreuses équipes de scientifiques qui traquent les objets géocroiseurs (NEO) :des astéroïdes qui se trouvent à moins de 50 millions de kilomètres de l'orbite terrestre. Mais au milieu des années 90, seules quelques équipes (y compris les cordonniers) recherchaient des astéroïdes dans le système solaire interne.

Au cours de l'année précédant l'impact, une équipe d'étude de l'Air Force dirigée par Lindley Johnson, maintenant le premier de la NASA (et jusqu'à présent, uniquement) Officier de défense planétaire, avaient essayé de convaincre leurs dirigeants que la recherche et le suivi des objets géocroiseurs devraient faire partie de la mission de connaissance de la situation spatiale de l'Air Force. Lorsque SL9 s'est avéré être sur une trajectoire de collision avec Jupiter, Les recherches de Johnson sont devenues un élément majeur dans l'étude de l'Air Force sur les futures capacités spatiales.

En 1998, Le Congrès - influencé par Eugene Shoemaker et d'autres scientifiques plaidant pour la recherche sur les NEO et avec des images de Hubble de la dévastation de Jupiter fraîches dans leur esprit - a officiellement demandé à la NASA de trouver 90 % des astéroïdes dans notre voisinage céleste d'un kilomètre ou plus. Fin 2010, La NASA avait atteint cet objectif. Maintenant, l'agence travaille à identifier au moins 90 % des astéroïdes entre 450-3, 000 pieds (140-1, 000 mètres) de large, et ils sont à environ un tiers du chemin.

"L'événement Shoemaker-Levy 9 nous a montré que nous sommes vulnérables aux impacts de nos jours, pas seulement dans un passé lointain, " a déclaré Johnson. " Ces événements d'impact se produisent dans le système solaire en ce moment, et nous devrions faire de notre mieux pour trouver des objets dangereux avant qu'ils ne présentent un danger imminent d'impact sur la Terre."