Hình ảnh giữa hồng ngoại của sao chổi 9P / Tempel 1 sau vụ va chạm Deep Impact. Tín dụng hình ảnh: NAOJ Bấm để phóng to
Khi nhiệm vụ Deep Impact của NASA lao vào sao chổi 9P / Tempel 1 vào ngày 4 tháng 7 năm nay, các kính viễn vọng khổng lồ trên Mauna Kea đã có một cái nhìn độc đáo về đám mây bụi, khí và băng khổng lồ bị trục xuất trong vụ va chạm.
Một loạt các quan sát phối hợp, được thực hiện trong điều kiện lý tưởng bởi bộ sưu tập kính thiên văn lớn nhất thế giới, đã mang đến những hiểu biết mới đáng ngạc nhiên về chu kỳ của sao chổi và l7ife của sao chổi. Cụ thể, các vật liệu bên dưới lớp da bụi sao chổi tiết lộ sự tương đồng đáng kinh ngạc giữa hai họ sao chổi nơi không có mối quan hệ nào bị nghi ngờ.
Các quan sát cũng cho phép các nhà khoa học xác định khối lượng vật liệu nổ tung do vụ va chạm, ước tính lên tới 25 xe đầu kéo rơ moóc.
Các phát hiện dựa trên thành phần của bụi đá được phát hiện bởi cả kính viễn vọng 8 mét Subaru và Gemini và các hợp chất hữu cơ gốc ethane, nước và carbon được tiết lộ bởi W.M 10 mét. Đài thiên văn Keck. Kết quả từ những quan sát Mauna Kea đã được công bố hôm nay trong một phân đoạn đặc biệt trên tạp chí Science nhấn mạnh kết quả từ thí nghiệm Deep Impact.
Comet Tempel 1 đã được chọn cho thí nghiệm Deep Impact vì nó quay quanh Mặt trời theo quỹ đạo ổn định cho phép bề mặt của nó được nung nhẹ bằng bức xạ mặt trời. Do đó, sao chổi có một lớp bụi bảo vệ bị phong hóa cũ, che phủ vật liệu băng giá bên dưới, giống như một bãi tuyết tích tụ bụi bẩn trên bề mặt của nó khi nó tan chảy dưới ánh sáng mặt trời mùa xuân. Nhiệm vụ Deep Impact được thiết kế để đào sâu bên dưới lớp vỏ ngoài tàn khốc này để tìm hiểu thêm về bản chất thực sự của các thành phần bụi và băng sao chổi. Chick Woodward thuộc Đại học Minneapolis và một phần của nhóm quan sát Gemini cho biết, sao chổi này chắc chắn có thứ gì đó để ẩn dưới lớp veneer đá và băng của nó.
Các quan sát kết hợp cho thấy một hỗn hợp phức tạp của silicat, nước và các hợp chất hữu cơ bên dưới bề mặt của sao chổi. Những vật liệu này tương tự như những gì nhìn thấy trong một lớp sao chổi khác được cho là cư trú trong một đám vật thể nguyên sơ xa xôi gọi là Đám mây Oort. Sao chổi Oort Cloud là hóa thạch được bảo quản tốt ở vùng ngoại ô đóng băng của hệ mặt trời đã thay đổi rất ít trong hàng tỷ năm kể từ khi hình thành. Khi chúng thỉnh thoảng bị đẩy về phía Mặt trời, chúng nóng lên và giải phóng một lượng khí và bụi dồi dào trong chuyến thăm một lần đến hệ mặt trời bên trong ..
Các sao chổi quay trở lại như Tempel 1 (được gọi là sao chổi định kỳ) được cho là đã hình thành trong một vườn ươm lạnh khác biệt với nơi sinh của anh em họ của họ, sao chổi Oort Cloud. Bằng chứng cho hai cây gia đình riêng biệt của người khác, nằm ở quỹ đạo khác nhau và thành phần rõ ràng. Bây giờ chúng ta thấy rằng sự khác biệt có thể thực sự chỉ là bề ngoài: chỉ sâu da. Woodward nói. Bên dưới bề mặt, những sao chổi này có thể không quá khác biệt.
Sự giống nhau này chỉ ra rằng cả hai loại sao chổi có thể đã chia sẻ một nơi sinh trong một khu vực của hệ mặt trời hình thành nơi nhiệt độ đủ ấm để tạo ra các vật liệu quan sát được. Bây giờ có khả năng những cơ thể này hình thành giữa quỹ đạo của Sao Mộc và Sao Hải Vương trong một vườn ươm chung, ông cho biết Seiji Sugita thuộc Đại học Tokyo và thành viên nhóm Subaru.
Một câu hỏi khác mà các kính viễn vọng Mauna Kea có thể giải quyết là khối lượng bị đẩy ra khi sao chổi bị tác động bởi khối đồng có kích thước bằng một cây đại dương cầm từ tàu vũ trụ Deep Impact, ông Sug Sugita nhận xét. Tại thời điểm va chạm tàu vũ trụ đã đi du lịch vào khoảng 23.000 dặm một giờ hoặc gần 37.000 km mỗi giờ.
Do tàu vũ trụ không thể nghiên cứu kích thước của miệng núi lửa được tạo ra sau khi nó được hình thành, các quan sát Mauna Kea có độ phân giải cao đã cung cấp dữ liệu cần thiết để có được ước tính chắc chắn về việc phóng ra khối lượng, khoảng 1000 tấn. Để giải phóng lượng vật chất này, sao chổi phải có độ đặc khá mềm, theo ông Sug Sugita.
W giật gân từ tàu thăm dò tác động của NASA đã giải phóng những vật liệu này và chúng tôi đã ở đúng nơi để chụp chúng bằng kính viễn vọng lớn nhất trên Trái đất, W.M. Giám đốc Keck Fred Chaffee. Sự hợp tác chặt chẽ giữa Keck, Gemini và Subaru đảm bảo rằng khoa học tốt nhất được thực hiện bởi các kính viễn vọng tốt nhất trên thế giới, chứng minh rằng toàn bộ thường lớn hơn tổng số phần của nó.
Cả ba kính viễn vọng lớn nhất của Mauna Kea, đã quan sát sao chổi trong phần hồng ngoại của quang phổ, đó là ánh sáng có thể được mô tả là màu đỏ hơn màu đỏ. Tàu vũ trụ Deep Impact không được thiết kế để quan sát sao chổi trong phần hồng ngoại giữa (hoặc hồng ngoại nhiệt) của quang phổ, đó là điều mà Subaru và Gemini có thể làm được. Các quan sát Keck đã sử dụng máy quang phổ gần hồng ngoại, độ phân giải cao. Các thiết bị lớn thuộc loại này sẽ không thể phù hợp với tàu vũ trụ Deep Impact.
Những quan sát này cho chúng ta một cái nhìn thoáng qua nhất về những gì mà lòng dưới làn da bụi bặm của sao chổi, David nói, David Harker, người lãnh đạo nhóm Song Tử. Trong vòng một giờ sau khi va chạm, ánh sáng sao chổi đã biến đổi và chúng tôi có thể phát hiện ra một loạt các silicat bụi mịn được đẩy bởi một mạch nước khí được duy trì từ dưới lớp vỏ bảo vệ của sao chổi. Chúng bao gồm một lượng lớn olivine, có thành phần tương tự như những gì bạn sẽ tìm thấy ở những bãi biển bên dưới Mauna Kea. Dữ liệu đáng kinh ngạc này thực sự là một món quà từ Mauna Kea!
Các công cụ thực hiện những quan sát này là:
* MICHELLE (Máy quang phổ / hồng ngoại trung tâm hồng ngoại) trên Kính viễn vọng Fredrick C. Gillett (Gemini North) dài 8 mét
* NIRSPEC (Máy quang phổ cận hồng ngoại) trên 10 mét trên kính viễn vọng 10 mét Keck II
* COMICS (Máy ảnh và máy quang phổ hồng ngoại trung bình) trên kính viễn vọng Subaru dài 8 mét
Nguồn gốc: NAOJ News Release
Kính thiên văn lớn nhất là gì?
