Vụ va chạm ngoạn mục của sao chổi Shoemaker–Levy 9 vào Sao Mộc năm 1994 đã được các đài quan sát và tàu thăm dò vũ trụ theo dõi chặt chẽ, đồng thời trở thành tiêu đề trên khắp thế giới.
Kể từ năm 2010, sáu vụ va chạm trên Sao Mộc đã được quan sát một cách tình cờ, bao gồm cả bởi các nhà thiên văn nghiệp dư.
Một phép đo độ sáng đơn giản cho phép ước tính năng lượng của những tác động như vậy, nhưng có thể thực hiện các phép tính chính xác hơn nhiều nếu chúng được ghi lại ở một số bước sóng khác nhau.
Ko Arimatsu, tại Đài quan sát Thiên văn, Đại học Kyoto, và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng Máy ảnh Quan sát Hành tinh dành cho Khảo sát Chuyển tiếp Quang học (PONCOTS), chuyên dùng để theo dõi các chớp sáng trên Sao Mộc.
Hệ thống này bao gồm một kính viễn vọng Schmidt-Cassegrain 28cm trên mái nhà của trường đại học, được trang bị hai camera CMOS.
Thiết lập này cho phép các nhà thiên văn quan sát đồng thời các chớp sáng trên Sao Mộc ở ba bước sóng khác nhau: dải khả kiến V màu vàng và hai dải hồng ngoại gần.
Vào ngày 15 tháng 10 năm 2021, Arimatsu và nhóm của ông đã quan sát thấy một tia va chạm đặc biệt sáng trên Sao Mộc, xảy ra ở vùng nhiệt đới phía bắc.
Độ sáng biểu kiến cực đại của đèn flash trong dải khả kiến là mag. 4,7, tương đương với độ sáng tuyệt đối –29,0: sáng hơn Mặt trời tại Sao Mộc khoảng 300 lần.
Và bởi vì hệ thống PONCOTS của họ có thể quan sát đồng thời với tốc độ khung hình cao trên ba bước sóng, nên họ có thể ghi lại tia chớp va chạm này với độ chi tiết chưa từng có.
Từ ba đường cong ánh sáng, họ tính toán được rằng nhiệt độ của quả cầu lửa tạo thành trong bầu khí quyển phía trên của Sao Mộc là trên 8.000°C.
Tác nhân va chạm sẽ tác động với động năng khoảng 7 triệu tỷ joules – một vụ nổ tương đương với hai megaton thuốc nổ TNT.
Điều này có thể so sánh với sự kiện Tunguska, khi một thiên thạch phát nổ ở phía đông Siberia vào năm 1908 và san phẳng hơn 2.000 km2 rừng: sự kiện tác động lớn nhất trên Trái đất trong lịch sử được ghi lại.
Từ năng lượng của vụ va chạm sao Mộc, tác nhân va chạm được ước tính có khối lượng khoảng 4 triệu kg và đường kính 16–31 mét.
Đây là tia chớp tác động mạnh nhất được quan sát thấy trong Hệ Mặt trời kể từ Shoemaker–Levy 9.
Những thứ đó đã tạo ra một chuỗi các mảng tối khổng lồ trong bầu khí quyển của sao Mộc có thể nhìn thấy từ Trái đất, những vết sẹo tồn tại trong nhiều tháng.
Arimatsu và nhóm của ông hy vọng rằng tác động được phát hiện của họ cũng có thể để lại những dấu vết có thể quan sát được, nhưng quan sát tiếp theo của họ 16 phút sau sự kiện không tìm thấy dấu hiệu nào.
Tàu vũ trụ Juno, trên quỹ đạo quanh hành tinh, đã có thể quan sát địa điểm va chạm 28 giờ sau đó, nhưng ngay cả với chế độ xem hàng trước như vậy, nó cũng không thể phát hiện ra bất kỳ đặc điểm rõ ràng nào của mảnh vỡ.
Arimatsu suy đoán rằng điều này có thể là do thiết bị va chạm của chúng nhỏ hơn so với của Shoemaker–Levy 9 và do đó, bất kỳ tính năng va chạm nào cũng hạn chế và tồn tại trong thời gian ngắn hơn nhiều.
Dựa trên những quan sát của họ, Arimatsu ước tính rằng các sự kiện tác động giống như Tunguska như vậy trên Sao Mộc xảy ra khoảng một lần mỗi năm – thường xuyên hơn hàng trăm đến hàng nghìn lần so với trên Trái đất – và vì vậy họ đang háo hức chờ đợi để bắt được sự kiện tiếp theo!
Lewis Dartnell đang đọc Phát hiện Tia chớp Tác động Cực lớn lên Sao Mộc bằng Quan sát Đa bước sóng Nhịp độ Cao của Ko Arimatsu et al.
Đọc trực tuyến tại arxiv.org/abs/2206.01050.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 9 năm 2022 của Tạp chí BBC Sky at Night .