¿Por qué los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy-9 causaron explosiones tan grandes en Júpiter?

En julio de 1994, el cometa Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2) se fragmentó por marea y estos fragmentos chocaron contra Júpiter, como se muestra en la imagen de abajo.

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La pregunta es, ¿qué mecanismos dieron como resultado que estos pequeños fragmentos causaran explosiones tan grandes en las nubes jovianas?

Respuestas (2)

Se estimó que Shoemaker Levy 9 había liberado energía cinética equivalente a 300 gigatoneladas de TNT. Es decir 1.255 × 10 21 j . Esta liberación por fricción y compresión fue suficiente para calentar la atmósfera a 4000K al principio. Eso, a su vez, probablemente debería ser suficiente para descomponer el hidrógeno molecular y el metano, liberando más energía. Pero eso es solo mi suposición. El calentamiento del impacto por sí solo debería formar una gran bola de fuego.

Fuentes:

Estimaciones de tamaño y masa de fragmentos

Observaciones de Galileo

Un factor importante es que el cometa había caído a través del campo gravitatorio de Júpiter, alcanzando la velocidad de escape de Júpiter de unos 60 k metro / s además de cualquier velocidad que tuviera al acercarse al sistema de Júpiter. Un artículo de DA Crawford de Sandia National Laboratories brinda estimaciones detalladas de los tamaños de todos los fragmentos en el momento del impacto. Se estima que tres de ellos tienen 1 km de diámetro o más, por lo que no eran realmente pequeños.

También es importante recordar las escalas de energía cinética con el cuadrado de la velocidad. Como la velocidad de escape de Júpiter es casi 6 veces mayor que la de la Tierra, la energía gravitatoria potencial para una masa determinada es aproximadamente 6*6 = 36 veces mayor en Júpiter.
FWIW, la densidad de energía cinética del material a 60 km/s es 1800 MJ/kg. Los explosivos químicos solo tienen alrededor de 10 MJ/kg de energía potencial química explotable.
¿Por qué los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy-9 causaron explosiones tan grandes en Júpiter?
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