För tjugofem år sedan, mänskligheten bevittnade först en kollision mellan en komet och en planet. Från 16 till 22 juli, 1994, enorma bitar av kometen Shoemaker-Levy 9 (SL9), upptäckte bara ett år tidigare, kraschade in i Jupiter under flera dagar, skapar enorma, mörka ärr i planetens atmosfär och upphöjda överhettade plymer i dess stratosfär.

SL9-påverkan gav forskare möjligheten att studera ett nytt himmelskt fenomen. Det var också en väckarklocka att stora kollisioner fortfarande förekommer i solsystemet – trots allt, om Jupiter var sårbar, kanske jorden är, för. Hade kometen träffat jorden istället, det kunde ha skapat en global atmosfärisk katastrof, ungefär som nedslagshändelsen som utplånade dinosaurierna för 65 miljoner år sedan.

"Shoemaker-Levy 9 var ett slags slag i magen, sa Heidi Hammel, som ledde observationer i synligt ljus av kometen med NASA:s Hubble Space Telescope och nu är vicepresident vid Association of Universities for Research in Astronomy AURA (som hanterar astronomernas gränssnitt mot Hubble). "Det stärkte verkligen vår förståelse för hur viktigt det är att övervaka vårt lokala grannskap, och att förstå vad potentialen är för effekter på jorden i framtiden."

kometer, kosmiska snöbollar av frusna gaser, sten och damm som kretsar runt solen, är bara en typ av föremål som kan orsaka förödelse på planetariska kroppar. Asteroider – de steniga, luftlösa rester som blivit över från bildandet av vårt solsystem — är en annan. För att hedra World Asteroid Day, 30 juni, vi ser tillbaka på detta historiska Shoemaker-Levy 9-evenemang, som lärde oss vikten av att se upp för potentiella effekter.

Upptäcker kometen

Astronomerna Carolyn och Eugene Shoemaker och David Levy upptäckte kometen SL9 i mars 1993. Skomakarna var redan en välkänd kometupptäckande astronomisk duo, efter att ha upptäckt 32 kometer tillsammans eller separat i sina karriärer. Beräkningar visade att kometen, delas upp i stora bitar (vissa över en halv mil breda) av planetens gravitation, kretsade kring Jupiter och skulle påverkas i juli 1994.

Nyheten piskade det astronomiska samfundet till en frenesi - här fanns en möjlighet att faktiskt observera en påverkan. Andra planeter och månar är täckta av kratrar, men vi hade aldrig sett en påverkan hända. På jorden, Forskare hade nyligen bekräftat att många av våra egna kratrar skapades av nedslag snarare än vulkanutbrott, som den milsvida (1,6 kilometer breda) Meteorkratern i Arizona, och den 93 mil breda (150 km breda) Chicxulub-kratern i Mexikanska golfen. SL9-nedslaget med Jupiter skulle vara ett enastående tillfälle att studera hur påverkan påverkade en planet.

Världens astronomer hade ett år på sig att förbereda sig för nedslaget, så många markbaserade teleskop runt om i världen gick med i kampanjen. Denna ansträngning inkluderade NASA:s Infrared Telescope Facility (IRTF) som sitter på toppen av Maunakea på Hawaiis Big Island. NASA fick också till slut data från två av sina rymdfarkoster, rymdfarkosten Galileo – som redan var på väg till Jupiter efter uppskjutningen 1989 – och rymdteleskopet Hubble.

"Shoemaker-Levy 9-nedslagen samlade kometforskare, Jupiter atmosfär experter, och astronomer, som gick samman för att fråga "Hur ska vi observera den här händelsen?", sa Kelly Fast, programledare för NASA:s Near Earth Object Observations Program. För SL9-effekterna, Fast var stationerad vid IRTF på sin första observationsrunda. "Att ha det meddelandet i förväg för att planera var verkligen viktigt, eftersom det gav oss möjligheten att optimera hur dessa observationer kan göras för att ge oss den bästa vetenskapen."

Astronomer samlades vid IRTF på Hawaii för att börja förbereda sig för nedslaget. Teleskopet, som byggdes i slutet av 1970-talet för att stödja Voyager-uppdragen till de yttre planeterna, är känslig för värme, så dess bilder visade enorma ljusa fläckar där kometfragmenten påverkade Jupiter.

"Normalt tänker man på solsystemet som statiskt, du ser inte dessa stora förändringar ske på en gång, sade John Rayner, direktör för IRTF, som var anställd på IRTF under nedslagen. "Men att plötsligt se dessa effekter, dessa enorma ljuspunkter som dök upp på den största planeten i vårt solsystem, var ganska extraordinärt."

Lika fantastiska som observationerna var från IRTF och många markbaserade observatorier, dessa teleskop från jorden såg faktiskt inte nedslagen ske eftersom de inträffade på Jupiters "nattsida". Först när planeten roterade fick markbaserade teleskop se efterverkningarna av nedslaget.

Men NASA:s rymdfarkost Galileo hade en plats på första raden för evenemanget. Vid tidpunkten för effekterna, Galileo var på väg att studera Jupiter och dess månar, och närmar sig med rätt geometri för att bevittna fragmenten av SL9 som smäller in i gasjätten. Från 238 miljoner kilometer (148 miljoner miles) bort, rymdskeppet började ta bilder.

De bästa bilderna, fastän, kom från Hubble, som nyligen hade fått avgörande reparationer i sitt första serviceuppdrag. Ovanför jordens atmosfär, med sin högupplösta kamera, Hubbles utsökta bildkvalitet gjorde det möjligt för forskare att spåra plymer som växer och kollapsar på Jupiters molntoppar. Långsamt, när planeten roterade, mörka ärr avslöjades i dess atmosfär där kometfragmenten hade träffat. Astronomer såg expanderande vågor av mörkt material, formerna på plymer, och detaljer i explosionernas skräpfält med oöverträffade detaljer. Hubble presskonferenser hölls minst en gång om dagen under hela veckan så att allmänheten kunde följa med när nya bilder kom in.

Hammel minns att han från början var skeptisk till att Hubble skulle se någonting alls, eftersom kometen var så liten jämfört med den enorma gasplaneten. När bilderna började komma ner, hon sov knappt på dagar.

"Jag blev förvånad, och så blev jag upprymd, " sa hon. Det var bara så anmärkningsvärt att vara involverad i ett projekt som jag visste skulle förändra vår förståelse av Jupiter, och förändra vår förståelse av effekterna i solsystemet."

Impact Science

Forskare runt om i världen observerade efterdyningarna av de 21 fragmenten som slog in i Jupiters atmosfär. Varje nedslag lyfte upp material som stänkte tillbaka in i Jupiters atmosfär, skapa skräp som fungerade som markörer för forskare på jorden för att studera Jupiters vindar. Innan evenemanget, molnspårning var det primära sättet att se hur gasjättens atmosfär transporterade material runt planeten. Men material som ammoniak och vätecyanid lyfte in i stratosfären från djupt under Jupiters översta moln gav forskare ett sätt att spåra vindarna när dessa molekyler blåste runt planeten. Även i dag, forskare kan fortfarande upptäcka förändringarna i vätecyanid i Jupiters atmosfär från nedslagen.

Observationer kunde också förfina grundläggande effektmodeller och berätta mer, i allmänhet, om hur partiklar transporteras runt i en atmosfär efter ett nedslag. Eftersom vi inte kan testa effekter i verkligheten – förutom i mycket liten skala, som att skjuta en sten i ett stenblock i ett laboratorium – SL9-effekterna erbjöd forskare ett naturligt experiment med vilket man kunde studera hur massiva effekter påverkar en stor kropp som en planet. Att studera SL9:s inverkan på Jupiter hjälpte forskarna att stärka sina modeller av vad som kan hända om en komet eller asteroid träffade jorden.

A Wake up call för mänskligheten

Innan SL9-påverkan, termen "planetärt försvar" existerade inte. Dessa dagar, det finns många team av forskare som spårar jordnära objekt (NEO):asteroider som kommer inom 30 miljoner miles (50 miljoner kilometer) från jordens omloppsbana. Men redan i mitten av 1990-talet, bara ett fåtal lag (inklusive skomakarna) letade efter asteroider i det inre solsystemet.

Året före påverkan, ett studieteam i flygvapnet ledd av Lindley Johnson, nu NASA:s första (och hittills, endast) Planetary Defense Officer, hade försökt övertyga sitt ledarskap om att hitta och spåra NEOs borde vara en del av flygvapnets rymduppdrag för situationsmedvetenhet. När SL9 visade sig vara på kollisionskurs med Jupiter, Johnsons forskning blev ett viktigt inslag i flygvapnets studie av framtida rymdkapacitet.

1998, Kongressen – influerad av Eugene Shoemaker och andra forskare som förespråkar NEO-forskning och med Hubble-bilder av Jupiters förödelse färskt i minnet – ledde officiellt NASA att hitta 90 % av asteroiderna i vår himmelska stadsdel 1 kilometer eller större. I slutet av 2010 NASA hade uppnått det målet. Nu, byrån arbetar för att identifiera minst 90 % av asteroiderna mellan 450-3, 000 fot (140-1, 000 meter) bred, och de är ungefär en tredjedel av vägen dit.

"Eventet Shoemaker-Levy 9 visade oss att vi är sårbara för påverkan i dag, inte bara i det avlägsna förflutna, ", sa Johnson. "Dessa påverkan inträffar i solsystemet just nu, och vi bör göra vårt bästa för att hitta farliga föremål innan de är av överhängande fara att påverka jorden."