Dernières étapes de l'comête.Shoemaker-Levy 9/i

1994/07/01 Boneta, Jon Andoni | Razkin, Patxi Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

En juillet, la planète Jupiter et une comète se heurtent terriblement. Jamais dans l'histoire de l'astronomie a pu voir cela, un choc contre une planète.

Dans ce choc, et selon les derniers calculs, 100 millions de mégatons d'énergie seront libérés, une quantité incalculable d'énergie. Comme exemple, nous dirons que cette énergie est 10 mille fois plus grande que toutes les bombes atomiques que nous avions sur notre planète dans les années 80. Toutes les bombes lancées pendant la Seconde Guerre mondiale, y compris atomiques, étaient seulement 2 mégatons.

La comète, aujourd'hui appelée Shoemaker-Levy 9, a été vue pour la première fois par les astronomes le 25 mars 1993. Depuis lors, beaucoup ont regardé cette comète, car son aspect surprenant a suscité la curiosité des astronomes. Bien que de très grands télescopes aient été utilisés, le télescope spatial Hubble a envoyé les meilleures photos (Figure 1), où 22 points ont été trouvés (et pas le seul, comme c'est généralement normal sur les cerfs-volants). Il semble qu'ils font partie d'une comète qui a été dissoute par les forces gravitationnelles de Jupiter.

Figure . La comète appelée Shoemaker-Levy 9 a été vue pour la première fois par les astronomes le 25 mars 1993. Bien que de très grands télescopes aient été utilisés, le télescope spatial Hubble a envoyé les meilleures photos, où 22 points ont été trouvés (et pas le seul, comme c'est généralement normal sur les cerfs-volants). Il semble qu'ils font partie d'une comète qui a été dissoute par les forces gravitationnelles de Jupiter. La séquence de la figure montre l'évolution des fractions de la comète.

Histoire de la comète

Comme il est vraiment surprenant de trouver ce type de comète (avec autant d'espaces), la branche de l'astronomie appelée mécanique céleste, avec des ordinateurs incroyables, a commencé à analyser l'histoire de cette comète.

Les premiers calculs ont révélé une donnée surprenante, confirmée par rapport aux données postérieures envoyées par tous les observatoires. Cette comète n'a en aucun cas l'orbite de la comète normale, c'est-à-dire autour du Soleil. Il tourne autour de Jupiter (Figure 2), qui en 1970 a été capturé après une approche excessive de la planète. Depuis lors, la comète est devenue le satellite anonyme de Jupiter, bien qu'on l'appelle encore comète.

Mais il semble que cette comète ou satellite contenait quelques petits imprévus. En Juillet 1992 passé si près de la surface de Jupiter, où les forces mareales ont éclaté (ces forces mareales sont les forces gravitationnelles). Toutes ces données sont fournies par l'ordinateur et, bien qu'elles n'en aient aucune preuve directe, elles sont assez fiables.

Quand cette comète s'est débarrassée, elle a commencé à faire sa dernière tournée, le cœur dissous essayant de se tuer. La dernière tournée se termine en juillet. La première zone frappe le 16 juillet et la dernière entre dans l'atmosphère de Jupiter le 22 dans cette agonie qui durera six jours.

Les données ne sont pas encore entièrement détaillées, mais au vu des données envoyées du Jet Propulsion Laboratory de Californie à l'IAU, le premier foyer frappe le 16 juillet à 19 h 45 min (UT).

Énergie de choc

Selon les données obtenues par les ordinateurs ci-dessus, la vitesse relative entre la comète et Jupiter au moment de l'impact sera de 60 km/s. Connaître cette donnée est facile de mesurer l'énergie à libérer. (Sur la base du principe de conservation de l'énergie mécanique sans connaître cette donnée, il serait possible de le calculer, mais nous n'allons pas commencer à le faire.)

Cette vitesse connue, nous savons quelle sera l'énergie cinétique de la comète au moment du choc, qui sera l'énergie libérée. La formule que nous utiliserons pour calculer l'énergie cinétique est la suivante: ^Non ₌ (m. v2) / 2, étant m la masse de la comète et v la vitesse. Comme nous connaissons la vitesse, nous manquons de masse pour connaître toutes les données.

Pour le calcul de la masse il faut connaître la densité de la comète, que nous appellerons ñ, et le volume. Donc, m = ñ · V, et si l'on considère qu'un point de la comète a la forme d'une sphère, m =\ · 4 / 3 · r3. <r3.

Nous avons des problèmes pour calculer la densité. Quelle densité pouvons-nous prendre? Une comète ou un astéroïde, par exemple? Ou faut-il prendre une autre densité? Les scientifiques ne sont pas d'accord, mais comme il a la forme de cerf-volant, nous prendrons la densité de la comète. Cela peut certainement être la première faute dans les calculs. Notez que ñ = 1 g/cm3 ^peut être plus petit (ou plus grand). Ainsi Non ₌ 1 / 2 · ñ · 4/3 · r3 · ^v2 = 7,54 ^· 1021 · r3. Cette formule nous donnera de l'énergie en joules si nous mettons la radio en kilomètres.

Le plus difficile est d'apprécier ces rayons, car dans les photos les zones apparaissent dans un nuage de poussière et de gaz. De plus, voir de si petites choses sur ces distances n'est pas facile. Ce serait comme voir une pièce de vingt durs à 4000 kilomètres en proportion. Autrement dit, ce serait comme voir sur la Lune la sonde Apollon de la Terre.

Les derniers calculs indiquent que nous ne réaliserons pas comment ils l'ont fait, le diamètre maximum de la plus grande zone est de 4,3 km. Le rayon étant la moitié du diamètre, nous pouvons calculer l'énergie cinétique de ce noyau: 7,5 · 1022 ^joules. Compte tenu de tous les noyaux ou noyaux, leur énergie ^{cinétique est} de 4,31· 1023 joules. Il faut dire que beaucoup de chercheurs croient qu'ils sont plus petits.

Pour comprendre cette énergie, nous allons donner quelques exemples.

L'énergie cinétique d'une voiture à cent kilomètres par heure, avec une masse de 1,5 tonnes, ^{sera de} 5,78 · 105 joules. Le célèbre Boeing 747, avec une masse de 300 tonnes et une vitesse de 1000 km/h, a une énergie ^cinétique de 1· 1010 joules.

Figure . Dans l'image ci-dessous vous pouvez voir la simulation que les scientifiques Kevin Zahnle du Centre de recherche Ames de la NASA et Mordecai-Mark Mac Low de l'Université de Chicago ont réalisé sur l'évolution d'une comète de glace de section kilomètre en heurtant Jupiter. La friction avec les corps et l'atmosphère environnante permet de chauffer les gaz atmosphériques jusqu'à 10 mille degrés. Cela provoquera une grande masse atmosphérique vers des régions plus froides. À mesure que la masse monte, les gaz atmosphériques se développent et se refroidissent. Les différents composés présents dans cette masse se condensent formant un grand nuage.

L'énergie qui brûle dans le monde entier pendant un an est de 1019 ^joules. Le lecteur se rendra compte que l'énergie des plaisanteries n'est pas du tout. Et si nous le comparons au tremblement de terre qui est « catastrophique » sur Terre, nous le verrons plus clairement. Gutenberg et Ritcher ont noté que l'énergie du tremblement de terre de ^magnitude 8 est de 1017 joules. Nous connaissons tous leurs influences incroyables. Étant l'énergie du plus grand presque un million de fois plus grand... Bon. Moins de mal que le but de la comète est Jupiter et non la Terre.

Cependant, en comparant les masses, la comète est beaucoup plus petite que celle de Jupiter. Cette collision serait comme si une fourmi heurtait le transatlantique Queen Elizabeth (compte tenu des masses). Par conséquent, le choc sera grotesque, mais compte tenu de la masse de la planète, il n'affectera pas l'orbite de Jupiter.

Influence de la collision dans l'atmosphère de Jupiter

On ne sait toujours pas quel sera l'impact de ce choc, surtout parce qu'en entrant dans l'atmosphère on ne connaît pas le comportement de la comète.

Comme les corps entrent dans l'atmosphère de Jupiter perdent leur vitesse et deviennent une boule de feu à côté de l'atmosphère environnante (Figure 3).

La friction avec les corps et l'atmosphère environnante permet de chauffer les gaz atmosphériques jusqu'à 10 mille degrés. Cela provoquera une grande masse atmosphérique vers des régions plus froides. À mesure que la masse monte, les gaz atmosphériques se développent et se refroidissent. Les différents composés présents dans cette masse se condensent formant un grand nuage.

En outre, les scientifiques ne sont pas d'accord pour décider jusqu'où les corps entreront. Certains pensent qu'ils se désintègreront au sommet de l'atmosphère et d'autres pensent qu'ils se débarrasseront à des centaines de kilomètres de profondeur.

D'autre part, étant donné que l'atmosphère est un milieu élastique, la collision devrait produire une onde élastique, comme le montre la figure 4 dans les simulations réalisées avec ordinateur.

Il ne sera pas possible de voir directement les chocs du sol, car les chocs avec notre point de vue se produisent à l'arrière de Jupiter. Cependant, dans les 4 grandes lunes de Jupiter on pourra voir la réflexion de l'explosion. L'impact de la collision se verra même en quelques heures après le choc, puisque Jupiter tourne très vite sur son axe (en dix heures).

Ainsi, ces jours-ci, en plus des télescopes terrestres, sera le nouveau télescope spatial Hubble et les sondes Voyager et Galileo regardant Jupiter. Voyager est très loin, mais il verra le choc directement, prenant les mesures de luminosité de choc. Galileo, pour sa part, ne le verra pas en direct, mais par sa position, vous verrez les zones de choc quelques minutes plus tard. Cependant, vous ne pouvez pas envoyer plus de 100 photos, car il a l'antenne principale défectueuse. Tous ces outils permettent d'analyser tous les effets mentionnés. Ainsi, l'atmosphère de Jupiter et les structures de la comète seront mieux connues.

Peut-il se produire sur terre?

Figure . Les scientifiques ne sont pas d'accord pour décider jusqu'où les corps entreront. Certains pensent qu'ils se désintègreront au sommet de l'atmosphère et d'autres pensent qu'ils se débarrasseront à des centaines de kilomètres de profondeur. D'autre part, puisque l'atmosphère est un milieu élastique, la collision devrait produire une onde élastique, comme on le voit dans les simulations réalisées par ordinateur par Joseph Harrington et les trois compagnons du MIT.

Dire ne serait pas un mensonge. Si l'orbite d'une comète ou d'un astéroïde traverse celle de la Terre, elle peut entrer en collision avec la Terre. Et oui, ce genre de chocs se produisent.

Les chocs qui se produisent dans la plupart des cas sont très petits, même si parfois ils sont remarquables. Tunguska (voir Elhuyar. Science et Technique, numéros 66 et 67), près du fleuve (en Sibérie), par exemple, en 1908 la partie d'une comète qui contenait 20.000 kilotones (0,02 mégatons, 5.000 millions de fois moins que le Shoemaker-Levy) a explosé le territoire de 2.000 kilomètres carrés. Ce type de chocs, comme celui de la Sibérie, se produisent une fois par siècle selon certains scientifiques. D'autres, cependant, disent qu'ils ne sont pas si abondants. Les chocs plus grands sont encore plus rares, surtout parce que les comètes ou les petits astéroïdes sont beaucoup plus nombreux que les grands.

Rarement, vous pouvez voir un choc si étrange dans notre système solaire. Nous allons donc regarder attentivement l'impact de ce choc et profiter des images émises par les télescopes, car nous ne pouvons pas le revoir.