Это самая большая и массивная планета Солнечной системы. Но какова реальная история всех столкновений с Юпитером?
Одной из самых ужасающих перспектив здесь, на Земле, является то, что наша планета будет поражена большим, массивным, быстро движущимся астероидом или кометой. Даже скромный осколок такого объекта может ударить Землю с такой силой, что место удара окружит опустошение. Если забастовка высвободит достаточно энергии в нужном месте, как это могло произойти в Челябинске (выше) в 2013 году или в Тунгуске в 1908 году, миллионы людей могут погибнуть, а материальный ущерб может составить много миллиардов долларов.
Воздействие на Землю еще более крупных ударов, таких как событие, создавшее кратер Барринджера, или, что еще более катастрофично, удар, образовавший кратер Чиксулуб около 65 миллионов лет назад, все еще можно измерить сегодня. Тем не менее, все насилие, которое пережила Земля, ничто по сравнению с тем, через что проходит Юпитер, наиболее пострадавший объект в Солнечной системе.
Вы можете задаться вопросом, почему это так. Юпитер подвергается ударам чаще всего из-за того, что это такой сильный источник гравитации? В конце концов, если исключить Солнце, Юпитер будет таким же массивным, как все оставшиеся планеты, луны, астероиды, объекты пояса Койпера и облака Оорта в нашей Солнечной системе вместе взятые. Или, возможно, более прозаично, Юпитер просто поражает чаще всего, потому что это самая большая цель в Солнечной системе? Он просто «слишком большой, чтобы его пропустить»?
Не очень тонкое напоминание произошло 17 марта 2016 года, когда два астронома-любителя - Геррит Кернбауэр (вверху) и Джон Маккеон (внизу) - просто наблюдали за Юпитером и записывали данные изображения когда на конечности газового гиганта появилась удивительная вспышка. Если вы посмотрите видео, которое Джон МакКеон загрузил на YouTube, вы просто не сможете его пропустить.
Единственное известное явление, способное вызывать такие вспышки, - это ударные события. Хотя вспышки привлекают больше внимания, чем другие, такие как недавние удары по Луне, Юпитер не только получает больше ударов, чем любой другой мир, но и получает большую долю ударов более высокой энергии, чем любое другое известное тело в Солнечной системе. (Конечно, за исключением Солнца.)
Что касается вспышек и ударов, то в последние годы мы наблюдали большое их количество на Юпитере, в основном благодаря усилиям астрономов-любителей, которым нравится наблюдать за ним, даже когда нет профессиональных телескопов.
Любители несут ответственность за обнаружение большого количества столкновений за последние несколько лет, включая некоторые из самых известных.
В июне 1994 года комета Шумейкера-Леви 9 распалась на части и столкнулась с Юпитером, событие, которое было предсказано за год вперед благодаря нашему пониманию гравитации. Сама комета была открыта годом ранее астрономами-любителями: Кэролайн и Юджином Шумейкерами и (независимо) Дэвидом Леви.
Это столкновение привело к чрезвычайно успешной кампании наблюдений как профессионалов, так и любителей. Хотя осколки столкнулись с Юпитером в течение 6 дней, они затемнили поверхность Юпитера на несколько месяцев. Прежде чем разбиться на более чем 20 фрагментов, первоначальная комета, вероятно, имела диаметр около 5 км: расчетный размер ударника, уничтожившего динозавров.
В июле 2009 года астроном-любитель Энтони Уэсли обнаружил на Юпитере черное пятно размером с Землю. Основываясь на том, что мы узнали от Шумейкера-Леви 9, мы смогли вывести приблизительные параметры тела, столкнувшегося с ним, из последующих изображений, которые профессионалы сделали с помощью современных космических и наземных телескопов.
Был сделан вывод, что это черное пятно, вероятно, образовалось в результате падения астероида размером от 200 до 500 метров. Тысячи раз энергия Тунгусского события высвобождалась из-за удара этого объекта; если бы он поразил Соединенные Штаты, он мог бы уничтожить человеческое население целого штата размером с Пенсильванию.
В 2010-х годах наблюдения за столкновениями с Юпитером действительно пошли в гору. В июне 2010 года еще один удар наблюдался на Юпитере в режиме реального времени Энтони Уэсли (снова!) и независимо друг от друга Кристофером Го. Вспышка длилась всего две секунды, что соответствует массе около 500-2000 тонн и размеру около 8-13 метров. По данным обсерватории Близнецов, Юпитер, вероятно, каждый год сталкивается с несколькими объектами такого размера.
Всего несколько месяцев спустя, в августе 2010 года, произошло еще одно столкновение с Юпитером (показано выше), в результате чего возникла вспышка чуть меньшего размера и меньшей величины; вероятно, по энергии оно было сравнимо только с челябинским событием. Благодаря нашему нынешнему пониманию Юпитера, мы действительно можем начать классифицировать объекты, сталкивающиеся с ним. И снова его обнаружил другой любитель: на этот раз честь досталась Масаюки Татикаве из Японии.
Есть множество других, у каждого из которых есть своя захватывающая история. (И иногда их собственные захватывающие кадры.) В сентябре 2012 года Дэн Петерсен наблюдал еще одну «вспышку» на Юпитере, и на этот раз другой астроном, Джордж Холл, снял ее на видео (вверху). Эти кадры позволили ученым определить, что он был примерно такого же размера и силы, как удар в августе 2010 года: менее 10 метров в поперечнике.
Если добавить недавние забастовки в марте 2016 г. и мае 2018 г., они оказались где-то посередине: меньше, чем забастовка 2009 г., но больше, чем забастовки в сентябре 2012 г. или августе 2010 г. По оценкам, их размеры составляют от 10 до 20 метров.
Вероятно, были и другие, и наверняка будут и другие, но все данные указывают на то, что Юпитер подвергается ударам чаще, чем какой-либо другой мир. Большой вопрос, конечно, почему?
Первое, о чем вы подумаете, это размер, без сомнения. Когда мы говорим о частоте столкновений в любой системе, самая простая оценка, которую вы можете сделать, это перемножить три вещи:
- скорость рассматриваемых объектов (комет, астероидов, метеоров и т. д.),
- количество объектов, которые потенциально могут взаимодействовать,
- и сечение того, во что они могут попасть.
Скорости комет и астероидов, пролетающих мимо Юпитера, почти такие же, как и у пролетающих мимо Земли, и числовая плотность тоже примерно одинакова, хотя у Юпитера есть небольшое преимущество, из-за его более близкого расположения к поясу астероидов. Но сечения сильно отличаются: Юпитер примерно в 11,2 раза больше диаметра Земли, то есть его сечение примерно в 125 раз больше.
Тем не менее, частота крупных столкновений даже близко не может быть объяснена только размером и поперечным сечением. Столкновение с Юпитером в 2009 году произошло от объекта большего размера, чем тот, который образовал кратер Барринджера (вверху) в Аризоне, и, по оценкам, эти удары произошли на Земле только один раз в районе 10 000-100 000 лет.
Если бы дело было только в размере, мы бы ожидали столкновения такой силы с Юпитером не чаще, чем раз в столетие. Тем не менее, только за последние 25 лет мы видели на Юпитере две звезды такого же или большего размера! Это предполагает еще один неприятный факт: если бы Земля подвергалась ударам этих крупных объектов так же часто (для ее размера), как Юпитер, мы бы не только видели удары размером с кратер Барринджера каждые столетие или чаще, но и вымерли бы. уровневые события в тысячи раз чаще, чем мы это делаем на самом деле!
Астероид, убивший динозавров, был ударом в планету Земля шириной 5-10 км, произошедшим 65 миллионов лет назад. С другой стороны, Шумейкер-Леви 9 столкнулась с Юпитером в 1994 году и имела такую же величину по размеру и энергии. Неужели мы случайно увидели событие, которое случается раз в 500 000 лет в 1994 году?
Это очень маловероятно. Вместо этого мы должны рассмотреть другой главный аспект, в котором Юпитер отличается от Земли: его гравитация. Планеты не просто существуют в космосе и ждут, когда что-то столкнется с ними; они деформируют ткань самого пространства-времени прямо пропорционально их массе. Чем массивнее планета, тем большее гравитационное притяжение она оказывает на все окружающие, падающие и близлежащие массы.
Гравитационное поле Земли, по сравнению с ним, довольно слабое, когда мы смотрим на него рядом с Юпитером. Если объект проходит рядом с Землей, двигаясь медленно, со скоростью 10 км/с или меньше, гравитационное поле нашей планеты прекрасно притягивает его к нашему миру. Но астероиды обычно движутся относительно нас со скоростью 17 км/с и более, а кометы движутся со скоростью более 50 км/с. Другими словами, наше гравитационное поле не сильно помогает нам в попытках притягивать объекты к нам гравитационно.
Но масса Юпитера в 317 раз больше массы Земли. Даже при своем огромном радиусе он отлично справляется с привлечением к себе объектов, пока эти объекты движутся относительно него со скоростью менее 50 км/с. Другими словами, каждый астероид и большинство комет, которые проходят близко к Юпитеру, рискуют столкнуться с этим гигантским миром только из-за своей гравитации.
Да, Юпитер больше Земли, и этот увеличенный размер объясняет частоту столкновений чуть более чем в 100 раз. Но на самом деле столкновения на Юпитере даже в сотни раз чаще. Почему? Потому что гравитационного притяжения Юпитера достаточно, чтобы притянуть огромное количество комет и астероидов, которые подходят к нему слишком близко, чего Земля не может. Юпитер так часто поражается из-за сочетания гравитации и того факта, что объекты, находящиеся дальше от Солнца - даже быстро движущиеся кометы , имеют меньшую скорость, и поэтому их легче захватить.
Размер имеет значение, но не так сильно, как гравитация. В частности, не так сильно, как гравитация относительно скоростей, с которыми движутся объекты вблизи этого газового гиганта. Единственный объект в Солнечной системе, который лучше фиксирует астероиды и кометы, - это Солнце, но Юпитер - очень сильный объект №2! Юпитер, вопреки распространенному мнению, кажется, совсем не защищает внутреннюю часть Солнечной системы, а скорее служит чрезвычайно хорошей боксерской грушей для объектов, которые в противном случае вообще ни во что не попали бы.