For andre Shoemaker-Levy-kometer, se Liste over periodiske kometer Shoemaker–Levy 9, også kalt SL9 (formell betegnelse D/1993 F2), var en komet som gikk i oppløsning og kolliderte med planeten Jupiter i juli 1994, og ga de første direkte observasjonene av en utenomjordisk kollisjon mellom objekter i solsystemet. Hendelsen fikk stor oppmerksomhet fra media og ble observert av astronomer verden over. Kollisjonen ga ny informasjon om Jupiter og fremhevet planetens rolle i reduksjonen av romsøppel i det indre solsystemet.
Kometen ble oppdaget av astronomene Carolyn og Eugene Shoemaker og David H. Levy natt til 24. mars 1993 på et bilde tatt med Schmidt-teleskopet ved Palomar Observatory i California. Dette var den første kometen som hadde blitt observert i bane rundt en planet, og den hadde sannsynligvis blitt fanget av planeten 20–30 år tidligere.
Beregninger viste at den uvanlige fragmenterte formen til kometen kom av en tidligere nærpassering av Jupiter i juli 1992. Den gang hadde Shoemaker–Levy 9 passert innenfor Jupiters Rochegrense, og Jupiters tidevannskrefter hadde revet kometen fra hverandre. Kometen ble senere observert som en rekke fragmenter opp til 2 km i diameter. Disse fragmentene kolliderte med Jupiters sørlige halvkule mellom 16. og 22. juli 1994 med en hastighet på omtrent 60 km/s, eller km/t. De fremtredende merkene etter nedslagene var bedre synlig fra jorden enn den store røde flekken og vedvarte i flere måneder.
Oppdagelse Under et observasjonsprogram for å avdekke jordnære objekter, oppdaget Shoemaker og Levy kometen natt til 24. mars 1993 ved bruk av et bilde tatt med Schmidt-teleskopet ved Palomar Observatory i California. Oppdagelsen var derfor tilfeldig, men samtidig en som raskt overskygget resultatene fra det opprinnelige observasjonsprogrammet.
Shoemaker–Levy 9 var den niende periodiske kometen – en komet med omløpsperiode på 200 år eller mindre – som ble oppdaget av Shoemaker og Levy. Derav kommer også kometens navn. Totalt var det deres ellevte kometoppdagelse, inkludert to ikke-periodiske kometer som bruker en annen nomenklatur. Oppdagelsen ble kunngjort i IAU Circular nr. 5725 den 27. mars 1993.
Oppdagelsesbildet ga de første hintene om at dette var en uvanlig komet, siden den tilsynelatende hadde flere kjerner i en utstrakt region på ca. 50 buesekunder i lengde og 10 buesekunder i bredde. Brian Marsden ved Central Bureau for Astronomical Telegrams bemerket at kometen lå kun 4 grader fra Jupiter sett fra jorden, og at selv om dette selvsagt kunne komme av siktlinjepåvirkninger, antydet den tilsynelatende bevegelsen på himmelen at den fysisk var nærme gasskjempen. På grunn av dette foreslo han at Shoemaker og Levy hadde oppdaget fragmenter av en komet som hadde blitt påvirket av Jupiters gravitasjon.
Komet i bane rundt Jupiter Studier av banen til kometen avslørte raskt at den gikk i bane rundt Jupiter snarere en solen, i motsetning til alle andre kometer som var kjent på den tiden. Banen rundt Jupiter var svært løst bundet, med en periode på ca. 2 år og en apsis – punktet i banen som lå lengst unna planeten – på . Banen rundt planeten var svært eksentrisk (e = 0,9986).
Sporinger av kometens banebevegelser viste at den hadde gått i bane rundt Jupiter en stund. Det synes mest sannsynlig at den ble fanget fra en bane rundt solen tidlig på 1970-tallet, selv om innfangingen kan ha skjedd så tidlig som midt på 1960-tallet. Flere andre observatører fant i ettertid bilder av kometen i precovery-bilder tatt før 24. mars, inkludert Kin Endate på et bilde eksponert 15. mars, S. Otomo 17. mars og et lag ledet av Eleanor Helin på bilder tatt 19. mars. Det har ikke blitt funnet noen precovery-bilder fra før mars 1993. Før kometen ble innfanget av Jupiter, var den sannsynligvis en kortperiodisk komet med en aphelium like innenfor Jupiters bane og en perihelium innenfor asteroidebeltet.
Volumet av rom innenfor der hvor et objekt kan sies å gå i bane rundt Jupiter er definert av Jupiters Hill-sfære (også kalt Roche-sfæren). Da kometen passerte Jupiter sent på 1960-tallet eller tidlig på 1970-tallet, var den så nær sin aphelium og befant seg like innenfor Jupiters Hill-sfære. Jupiters gravitasjon trakk kometen mot seg. Siden kometens bevegelse i forhold til Jupiter var svært liten, falt den nesten rett mot Jupiter, og det forklarer hvorfor den endte opp i en Jupiter-sentrisk bane med svært høy eksentrisitet – det vil si ellipsen ble nesten flatet ut.
Kometen hadde tilsynelatende passert ekstremt nær Jupiter den 7. juli 1992, like over km over planetens skytopper – en avstand som er mindre enn Jupiters radius på km og godt innenfor Jupiters innerste måne Metis. Det er også innenfor planetens Rochegrense hvor tidevannskreftene er tilstrekkelig store til å kunne rive et legeme som holdes sammen av gravitasjon i stykker. Selv om kometen hadde passert nær Jupiter tidligere, syntes passeringen 7. juli å være den klart nærmeste, og fragmenteringen av kometen antas å ha oppstått på dette tidspunktet. Hvert av fragmentene ble gitt en bokstav fra alfabetet, fra «fragment A» til «fragment W», i henhold til gjeldende praksiser fra tidligere oppdelte kometer.
Mer spennende for planetastronomer var at de beste baneprognosene antydet at kometen ville passere innenfor km av Jupiters sentrum, en avstand som er mindre enn planetens sentrum og ville betydd at det var en ekstremt høy sannsynlighet for at SL9 ville kollidere med Jupiter i juli 1994. Studier antydet at «toget» av kjerne ville pløye inn i Jupiters atmosfære over en periode på rundt fem dager.
Spådommer for kollisjonen Oppdagelsen av at kometen sannsynligvis ville kollidere med Jupiter førte til stor spenning i de astronomiske kretsene, og også utenfor, siden astronomer aldri før hadde sett to betydelige legemer i solsystemet kollidere. Det ble gjennomført omfattende studier av kometen, og etter hvert som banen ble mer nøyaktig fastslått ble også muligheten for en kollisjon en sikkerhet. Kollisjonen ville gi en unik mulighet for forskere til å se innsiden av Jupiters atmosfære siden det var forventet at kollisjonen ville føre til at materiale fra underliggende lag ville bli virvlet opp.
Astronomer anslo at de synlige fragmentene fra SL9 varierte i størrelse fra et par hundre meter til to kilometer i diameter, og at den opprinnelige kometen hadde en kjerne opp mot 5 km i diameter – noe større enn Hyakutakes komet, som var svært lyssterk da den passerte nær jorden i 1996. En av diskusjonene i forkant av nedslaget var om hvorvidt effektene av et nedslag fra et så lite legeme ville være synlig fra jorden, med unntak av glimtet når de ble oppløst som gigantiske meteorer. Andre foreslåtte effekter etter nedslaget var seismiske bølger over planeten, en økning i stratosfærisk tåke på planeten på grunn av oppvirvlet materiale, og en økning i massen til ringsystemet. Fordi observasjonen var enestående, var imidlertid astronomene forsiktige med sine spådommer for hva hendelsen kunne føre til.
Nedslag thumb|left|Jupiter i ultrafiolett (ca. 2,5 timer etter R-fragmentets nedslag). Den sorte flekken nær toppen er en galileisk måne som passerer Jupiter. Forventningene vokste etter hvert som den forutsagte datoen for kollisjonen nærmet seg, og astronomer rettet teleskopene mot Jupiter. Flere romobservatorier gjorde det samme, inkludert Hubble-teleskopet, ROSAT, røntgenobserverende satellitter og spesielt Galileo-sonden, som da var på vei mot Jupiter. Nedslaget fant imidlertid sted på den siden av Jupiter som ikke synes fra jorden, men Galileo-sonden, som da var 1,6 AE fra planeten, var i stand til å fange opp nedslagene da de fant sted. Jupiters raske rotasjon gjorde at nedslagsstedene ble synlige for jordlige observatører noen få minutter etter kollisjonene.
Ytterligere to satellitter gjorde observasjoner rundt tidspunktet for nedslagene. Ulysses-sonden, primært designet for observasjoner av solen, ble rettet mot Jupiter fra sin beliggenhet 2,6 AE unna, og Voyager 2, som da var ca. 44 AE unna på sin ferd fra Jupiter mot Neptun, ble programmert til å se etter radiostråling i området 1–390 kHz.
thumb|right|HST-bilde av en ildkule fra det første nedslaget kommer frem over kanten av planeten.
Det første nedslaget fant sted kl. 20:13 UTC den 16. juli 1994 da «fragment A» av kjernen gikk inn i Jupiters sørlige halvkule med en hastighet på rundt 60 km/s. Instrumenter på Galileo oppdaget en ildkule som nådde en topptemperatur på ca. K, sammenlignet med den typiske temperaturen i Jupiters skytopper på ca. 130 K, før den utvidet seg og raskt ble avkjølt til ca. etter 40 s. Røykskyen etter ildkulen nådde raskt en høyde på over km. Kort tid etter at ildkulen ble oppdaget, målte Galileo fornyet varme, sannsynligvis på grunn av oppvirvlet materialer som falt tilbake mot planeten. Jordbaserte observatører observerte ildkulen som steg over kanten av planeten like etter det første nedslaget.
Astronomer hadde forventet å se ildkuler fra nedslagene, men de hadde ingen anelse på forhånd om hvor synlig de atmosfæriske påvirkningene av nedslaget ville være fra jorden. Observatører så raskt en stor, mørk flekk etter det første nedslaget. Flekken var til og med synlig med svært små teleskoper, og anslås å ha vært ca. km i diameter – tilsvarende én jordradie. Denne og etterfølgende mørke flekker antas å ha blitt forårsaket av rester etter nedslagene, og var tydelig asymmetriske med en hornform i forkant av nedslagets retning.
I løpet av de neste seks dagene ble det observert 21 ulike nedslag, hvor det største kom 18. juli kl. 07:33 UTC da «fragment G» traff Jupiter. Dette nedslaget førte til en gigantisk mørk flekk med en diameter på over km, og det estimeres at nedslaget frigjorde energi tilsvarende megatonn med TNT, eller 600 ganger verdens arsenal av kjernefysiske våpen. To nedslag med 12 timers mellomrom den 19. juli førte til lignende nedslagsmerker som «fragment G», og nedslagene fortsatte til 22. juli da «fragment W» traff planeten.
Observasjoner og oppdagelser Kjemiske studier left|thumb|Brune flekker markerer nedslagssteder på Jupiters sørlige halvkule. Observatører håpet at nedslagene ville gi de første glimtene av Jupiter under skytoppene når fragmentene slo gjennom den øvre atmosfæren og traff de nedenforliggende materialene. Spektroskopiske studier avslørte absorpsjonsliner i Jupiters spektrum på grunn av diatomisk svovel ( og karbondisulfid (). Dette var første gang begge disse stoffene ble oppdaget på Jupiter. Det var også andre gang var blitt oppdaget på et himmellegeme. Det var tidligere bare kjent fra Jupitermånen Io. I tillegg ble det funnet spor etter ammoniakk ( og hydrogensulfid (). Mengden av svovel implisert av andelen av disse sammensetningene var mye større enn forventet i en liten kometkjerne, og viste at materialet fra Jupiters indre kom frem. Overraskende nok ble det ikke oppdaget oksygenbærende molekyler som svoveldioksid.
Det ble også oppdaget utslipp fra tunge atomer som jern, magnesium og silisium med forekomster som stemmer overens med det som ville blitt funnet i en kometkjerne. Det ble også oppdaget vann ved hjelp av spektroskopi, men ikke så mye som forventet. Dette kom enten av at vannlaget som var antatt å ligge under skyene var tynnere enn forutsagt, eller at kometfragmentene ikke gikk dypt nok. De relativt lave forekomstene av vann ble senere bekreftet av Galileos atmosfæriske sonde som utforsket Jupiters atmosfære direkte.
Bølger Som forutsagt skapte kollisjonen enorme bølger som feide over planeten, med hastigheter opp mot 450 m/s, og som ble observert i over to timer etter de største nedslagene. Bølgene var antatt å ferdes i et stabilt lag som fungerte som en bølgeleder, og noen forskere trodde at det stabile laget måtte ligge i de hypotetiske vannholdige skyene i troposfæren. Andre beviser antydet imidlertid at fragmentene fra kometen ikke hadde nådd laget med vann, og at bølgene i stedet ble spredt i stratosfæren.
Andre observasjoner