Midt-infrarødt bilde av kometen 9P / Tempel 1 etter Deep Impact-kollisjonen. Bildekreditt: NAOJ Klikk for å forstørre
Da NASAs Deep Impact-oppdrag brøytet inn kometen 9P / Tempel 1 4. juli i år, hadde de gigantiske teleskopene på Mauna Kea en unik utsikt over den massive skyen av støv, gass og is som ble utvist under kollisjonen.
En serie koordinerte observasjoner, gjort under ideelle forhold av verdens største samling av store teleskoper, leverte overraskende ny innsikt i kometenes slekts- og livssyklus. Konkret avslører materialer under kometens støvete hud påfallende likheter mellom to kometerfamilier der det ikke var mistanke om forhold.
Observasjonene tillot også forskere å bestemme massen av materiale som ble sprengt ved sammenstøtet, noe som er anslått til å være så mye som 25 fullastede traktor-vogner.
Funnene er basert på sammensetningen av steinete støv oppdaget av både Subaru og Gemini 8 meter teleskoper og etan, vann og karbonbaserte organiske forbindelser avslørt av 10 meter W.M. Keck observatorium. Resultatene fra disse Mauna Kea-observasjonene ble gjort tilgjengelig i dag i et spesielt segment i tidsskriftet Science som fremhever resultater fra Deep Impact-eksperimentet.
Kometen Tempel 1 ble valgt for Deep Impact-eksperimentet fordi den går i bane rundt Solen i en stabil bane som lar overflaten forsiktig bakes med solstråling. Som et resultat har kometen et gammelt forvitret, beskyttende lag med støv som dekker det iskalde materialet under, omtrent som en snøbank som bygger opp skitt på overflaten når den smelter i vårens sollys. Deep Impact-oppdraget ble designet for å grave dypt under dette knasende utsiden for å lære mer om den virkelige naturen til kometens støv- og iskomponenter. "Denne kometen hadde definitivt noe å gjemme seg under sin finér av stein og is, og vi var klare med verdens største teleskoper for å finne ut hva det var," sa Chick Woodward fra University of Minneapolis og en del av observatørteamet fra Gemini.
De kombinerte observasjonene viser en kompleks blanding av silikater, vann og organiske forbindelser under overflaten av kometen. Disse materialene ligner det som sees i en annen klasse kometer som antas å oppholde seg i en fjern sverm av uberørte kropper kalt Oort Cloud. Oort Cloud-kometer er godt bevarte fossiler i de frosne forstedene til solsystemet som har endret seg lite i flere milliarder år siden de ble dannet. Når de av og til blir tynget gravitasjonsmessig mot solen, varmes de opp og slipper en rikelig mengde gass og støv på et engangsbesøk i det indre solsystemet.
Hjemvendte kometer som Tempel 1 (kjent som periodiske kometer) antas å ha dannet seg i et kaldere barnehage som var tydelig forskjellig fra fødestedene til søskenbarnene deres, Oort Cloud-kometene. Bevisene for to distinkte “slektstrær” ligger i deres vidt forskjellige baner og tilsynelatende sammensetning. "Nå ser vi at forskjellen egentlig bare er overfladisk: bare huden dypt." sa Woodward. ”Under overflaten er det ikke sikkert at disse kometene er så forskjellige.
Denne likheten indikerer at begge typer kometer kan ha delt et fødested i et område i det dannende solsystemet der temperaturene var varme nok til å produsere de observerte materialene. "Det er nå sannsynlig at disse kroppene dannet seg mellom banene til Jupiter og Neptune i en felles barnehage," sier Seiji Sugita fra University of Tokyo og teammedlem i Subaru.
"Et annet spørsmål som Mauna Kea-teleskopene klarte å adressere, er mengden masse som ble kastet ut når kometen ble påvirket av kobberbitene på størrelse med et flygel fra Deep Impact-romfartøyet," kommenterte Sugita. På påvirkningstidspunktet reiste romfartøyet rundt 23 000 mil i timen eller nesten 37 000 kilometer i timen.
Fordi romfartøyet ikke var i stand til å studere størrelsen på krateret som ble opprettet etter at det ble dannet, ga de høye oppløsningene Mauna Kea-observasjonene de nødvendige dataene for å få et fast estimat av masseutkastet, som var rundt 1000 tonn. "For å frigjøre denne mengden materiale, må kometen ha en ganske myk konsistens," sa Sugita.
"Plasket fra NASAs støtsonde frigjorde disse materialene, og vi var på rett sted å fange dem med de største teleskopene på jorden," sa W.M. Keck-direktør Fred Chaffee. "Det nære samarbeidet mellom Keck, Gemini og Subaru forsikret at den aller beste vitenskapen ble gjort av de beste teleskopene i verden, noe som demonstrerte at helheten ofte er større enn summen av delene."
Alle tre av Mauna Keas største teleskoper observerte kometen i den infrarøde delen av spekteret som er lys som kan beskrives som "rødere enn rød." Deep Impact-romfartøyet ble ikke designet for å observere kometen i den midtinfrarøde (eller termiske infrarøde) delen av spekteret, noe som var det Subaru og Gemini klarte å gjøre. Keck-observasjonene brukte en nærinfrarød spektrograf med høy oppløsning. Store instrumenter av denne typen ville vært umulig å få plass på Deep Impact-romfartøyet.
"Disse observasjonene gir oss det beste glimtet ennå på det som er under den støvete huden til en komet," sa David Harker som ledet Gemini-teamet. "Innen en time etter påvirkning ble kometens glød forvandlet, og vi var i stand til å oppdage en hel rekke fine støvete silikater fremdrevet av en vedvarende gassgeyser fra kometens beskyttende skorpe. Disse inkluderte en stor mengde olivin, tilsvarende i sammensetningen som du ville finne på strendene nedenfor Mauna Kea. Denne utrolige dataen var virkelig en gave fra Mauna Kea! ”
Instrumenter som gjorde disse observasjonene var:
* MICHELLE (Mid-Infrared Echelle Spectrograph / Imager) på det 8 meter lange Fredrick C. Gillett (Gemini North) teleskopet
* NIRSPEC (Near-Infrared Spectrograph) på 10-meteren på Keck II 10-meter teleskop
* COMICS (COoled Mid-Infrared Camera and Spectrograph) på det 8 meter store Subaru-teleskopet
Originalkilde: NAOJ News Release
Hva er det største teleskopet?
