Deep Impact ingeslagen op Tempel-1

Vier juli, vlak voor achten Nederlandse tijd: Deep Impact’s speciale ram van 372 kg koper ramde met 37,000 km/h in op komeet Tempel-1. Daarbij kwam evenveel energie vrij als bij de explosie van 4,5 ton TNT. Vlak voor de botsing werden al beelden doorgestuurd van kraters en richels op het komeetoppervlak. Deep Impact zelf reisde door de gasstaart van de komeet en zond daarna de verzamelde gegevens naar aarde.

De eerste meting van Tempel-1’s samenstelling is al binnen: ESA’s röntgentelescoop XMM-Newton zag sporen van hydroxyl in de uitgebraakte gaswolk. Hydroxyl is een direct vervalproduct van het ijs op de komeet.

Archeologisch onderzoek

Tempel-1 draait in een ellipsbaan tussen Mars en Jupiter en ontstond toen het zonnestelsel net gevormd was: 4,5 miljard jaar geleden. Net als andere kometen bestaat Tempel-1 uit het originele bouwmateriaal van ons zonnestelsel. In asteroiden en planeten is de verhouding tussen verschillende elementen veranderd. Kometen zijn daarom zeldzame tijdcapsules.

Met de Deep Impact-missie hopen wetenschappers de samenstelling van komeet Tempel-1 te achterhalen. Daardoor leren ze niet alleen hoe een komeet in elkaar zit – is het een gruizige bal die door ijs bijeen blijft of een stevige rots – maar ontdekken ze ook de samenstelling van de oerwolk waaruit de zon ontstond.

Spectrum

De komeet Tempel-1, die grofweg bestaat uit rots, ijs en kool-/waterstof-verbindingen, stootte na de botsing een enorme gaswolk uit. In het licht dat die wolk uitstraalt ontbreken bepaalde kleuren ( spectraallijnen); die zijn door de materialen in de wolk opgenomen. Door het licht van de gaspluim te onderzoeken komen NASA’s wetenschappers de precieze samenstelling te weten.

Deep Impact’s impactor, een grotendeels koperen ram van 372 kg, verdampte tijdens de inslag volledig. NASA koos expres voor koper als basismateriaal, omdat het de spectraalmetingen van haar satellieten niet zou verstoren. Een materiaal als aluminum had dat wel gedaan.

Wereldwijde aandacht

Deep Impact zelf is zo groot als een auto en zit tjokvol sensoren om de botsing van zijn impactor met Tempel-1 te meten. De sonde was niet de enige waarnemer in de ruimte. De NASA-telescopen Hubble, Chandra, Spitzer, ESA’s röntgentelescoop XMM-Newton en ESA’s kometenlander Rosetta keken allemaal naar de inslag. Ook aardse telescopen als de Very Large Telescope van ESO en het Amerikaanse Kitt Peak-observatorium deden waarnemingen.

Klap groter dan verwacht

De klap kwam harder aan dan wetenschappers hadden ingeschat: “Jemig, en wij dachten dat het een subtiel tikje zou zijn”, zei komeet-expert Don Yeomans tegen de BBC. “De explosie was veel groter dan we verwachtten. Kan niet beter.” Door de inslag werd een deel van de komeet verdampt en de ruimte in geslingerd.

NASA-onderzoekers kwamen een halve dag na de inslag met een verklaring voor de enorme explosie. Volgens de wetenschappers boorde Deep Impact zich door de buitenmantel van de komeet, waarbij de temperatuur opliep tot duizenden graden Celsius. De regio rond de inslag verdampte op slag en blies zichzelf de ruimte in.

Professor John Zarnecki, ruimtedeskundige aan de Open Universiteit in MIlton Keynes (UK): “Ik denk dat er tijdens de inslag net zoveel materiaal verdampte als de komeet normaal in een jaar kwijtraakt.” Gerhard Schehm, een van de onderzoekers van ESA’s Rosetta-project, een sonde die in 2014 op een komeet moet landen, denkt dat de komeet al op springen stond: “onder het oppervlak kunnen zich best al gassen hebben verzameld. Tijdens de inslag droegen die bij aan de explosie van materiaal.”

Twee pluimen

Al tijdens zijn nadering (elf keer zo snel als een geweerkogel) stuurde de impactor beelden terug van het komeetoppervlak. Dat bleek vol kraters en richels te zitten. Sinds de inslag is er een nieuwe krater te bewonderen, maar voorlopig gaat de krater van de impactor nog verborgen achter de pluim van gas en stof die de inslag losmaakte.

De komeet braakte twee pluimen van gas en stof uit. De eerste was een lange kolom en wierp een duidelijke schaduw over Tempel-1. Na een heldere explosie werd de kolom gevolgd door een tweede gaswolk, die zich uitbreidde in een stervormige wolk.

Yeomans: “Door deze beelden en door alle gegevens van de eigenlijke inslag hebben we een schat aan informatie te pakken. Het zal de wetenschappers tijdenlang bezig houden.”

Zwakke ster aan de avondhemel?

Ook na de inslag van Deep Impact’s koperen ram blijft de komeet gas en stof uitstoten (uitgassing). Daardoor is Tempel-1 helderder dan normaal en zou hij misschien met het blote oog zichtbaar worden. Amateur-sterrenkundigen en belangstellenden keken daarom op 4 juli naar de hemel. Helaas bleek de komeet te zwak om zonder hulp te zien.

Aan boord van Europa’s komeetlander Rosetta hield de OSIRIS-camera Tempel-1 in de gaten. Tijdens en vlak na de inslag vloog de helderheid omhoog. De energie die Deep Impact’s ram vrijmaakte zorgde zelfs voor een fotografische flits: “zowat elk materiaal gaat bij die temperatuur [duizenden graden] licht uitzenden”, legde Deep Impact-wetenschapper dr. Pete Schultz uit.

Animatie: Rosetta’s OSIRIS-camera keek naar Tempel-1 toen Deep Impact insloeg. In het platte vlak de coordinaten, verticaal de helderheid van de komeet. bron: ESA