Þann 12. janúar 2005 skaut geimrannsóknarstofnun Bandaríkjanna (NASA) geimkanna á loft og beindi til stefnumóts við halastjörnuna 9P/Tempel 1 (mynd 1). Hann var samansettur af framhjáflugsfari og 372 kg árekstrarfari, á stærð við þvottavél, en markmiðið var að láta það rekast á halastjörnuna. Geimkanninn ferðaðist 431 milljón kílómetra til halastjörnunnar og komst þangað tæplega 6 mánuðum seinna. Þetta verkefni NASA gekk undir heitinu Deep Impact leiðangurinn. Það er hvorki ætlun né hlutverk höfundar að rekja þetta rannsóknarverkefni heldur minnast eigin upplifunar af ferðalagi til Hawaii, ásamt nokkrum Íslendingum, sem er óumdeilanlega tengt þessum viðburði.
On January 12, 2005, NASA launched a spacecraft to rendezvous with Comet 9P/Tempel 1 (Figure 1). It was made up of a flyby spacecraft and a 372 kg impact probe, the size of a washing machine, which was intended to crash on the comet’s surface. The 431 million kilometre space voyage to the comet took nearly six months. This NASA project was known as the Deep Impact mission. It is not the author’s aim to commemorate this effort, but rather recall a personal experience of a trip to Hawaii, together with a group of Icelanders, that is undeniably linked to this event.
Myndir/Fig. 1. Halastjarnan 9P/Tempel 1. Myndin er samsett úr fjölda mynda sem árekstrarfar Deep Impact geimkannans tók á meðan hann stefndi til árekstrar við halastjörnuna að morgni 4. júlí, 2005. Mynd: NASA/Jet Propulsion Laboratory/University of Maryland. — The comet 9P/Tempel 1. The image is a composition of several mages acquired by Deep Impact’s probe during its collision course with the comet, on July 4, 2005. Image Credit: NASA/Jet Propulsion Laboratory/University of Maryland.
9P/Tempel 1 er skammferðarhalastjarna með umferðartímann 5,6 ár umhverfis sólu. Sporbrautin er ílöng og liggur út í bilið á milli Mars og Júpíter. Eins og sjá má á mynd 1 minnir lögunin eilítið á kartöflu en víddirnar eru 6,3 x 5,9 x 5,2 km. Þýski stjörnufræðingurinn Wilhelm Tempel (1821-1889) sem uppgötvaði hana árið 1867. Ýtarlegri sögustúf má lesa hér.
9P/Tempel 1 is a short-period comet, orbiting the Sun every 5.6 years. The orbit extends into the space between Mars and Jupiter. Figure 1 depicts its potato-like shape with dimensions of 6.3 x 5.9 x 5.2 kilometres. German astronomer Wilhelm Tempel (1821-1889) discovered it in 1867. You may read more details about the comet here.
Áreksturinn var áætlaður 4. júlí 2005, á þjóðhátíðardegi Bandaríkjanna. Markmiðið var að leita svara á grundvallarspurningum um efnasamsetningu og þéttleika halastjarna. Einnig lék hugur á hvert þvermál og dýpt gígsins yrði og hvaða efni myndu þeytast út við áreksturinn. Og hvernig útstreymi efnis frá halastjörnunni við myndun gígsins á yfirborðinu myndi þróast með tíð og tíma.
The collision was planned on July 4, 2005, which is National Day in the United States. The goal was to search for answers on fundamental questions about chemical composition and density of comets. Other important considerations included the crater’s depth and diameter, the chemicals ejected from it, and how the outflow would evolve once the crater had formed on the surface.
Þetta verkefni fékk góða viðkynningu á Íslandi. Ári áður varð til samstarf íslenskra stjarnvísindamanna og Karen J. Meech, prófessors við háskólann á Hawaii. Hún er stjörnulíffræðingur og var á meðal forsvarsmanna Deep Impact leiðangursins. Karen og samstarfsfélagi hennar Sharon Price Schleigh kynntu verkefnið á fundi hjá Stjörnuskoðunarfélagi Seltjarnarness (SSFS) í október 2004. Önnur kynning fór fram í Verslunarskólanum þann 27. nóvember 2004. Íslenskum framhaldskólanemendum var boðin þátttaka í vinnustofu á eyjunni Maui á Hawaii með þarlendum nemendum.
This project received recognition in Iceland. The year before, a collaboration had been established between Icelandic astronomers and Karen J. Meech, a professor at the University of Hawaii. She is an astrobiologist and a key figure of the Deep Impact mission. Karen Meech and her colleague Sharon Price Schleigh presented the project at a meeting of the The Amateur Astronomical Society of Seltjarnarnes (SSFS) in October 2004. Another presentation took place at the Commercial College of Iceland on November 27, 2004. Icelandic college students were invited to participate in a workshop on the island of Maui in Hawaii, alongside with local students.
Undirbúningur fyrir slíka ferð hófst veturinn 2004/2005 til þess að kleift yrði að fylgjast með einstæðum atburði. Um verkstjórn sá Ásta Þorleifsdóttir jarðfræðingur. Í gegnum samstarfið við háskólann á Hawaii fékkst aðgangur að mæligögnum frá Faulkes-sjónaukanum um veturinn.
Preparation for the trip began in the winter of 2004/2005, to enable an observation of a unique event. Ásta Þorleifsdóttir, a geologist, was in charge of the project. Through the collaboration with the University of Hawaii, access to data from the Faulkes Telescope was obtained during the winter.
Karen lánaði einnig CCD-stjörnumyndavél til landsins, ef einhver áhugasamur vildi öðlast æfingu á að nota slíkan grip. Vélin var SBIG ST 237 og með henni tók höfundur sínar fyrstu myndir með slíkri vél. Á þessum árum voru CCD myndavélar tekið að ryðja úreltri filmuljósmyndun úr vegi og áttu eftir að reynast umbylting í stjörnuljósmyndun og ljósmælingum.
Karen Meech also loaned a CCD camera to the country, if anyone interested wanted to gain experience using such equipment. The camera was an SBIG ST 237, and the author snapshooted his first images with such a camera. During these years, CCD cameras had recently replaced film photography, and made it obsolete. They soon turned out to be revolutionary for astrophotography and photometry.
Nyðri Faulkes-sjónaukinn — Northern Faulkes Telescope
Nyðri Faulkes-sjónaukinn er 2 m (79″) f/10 Ritchey-Chrétien spegilsjónauki sem var settur upp árið 2003. Hann og systursjónaukinn Syðri Faulkes-sjónaukinn í Ástralíu eru notaðir af rannsóknarhópum og námshópum um allan heim. Eigandi þeirra er Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGTN). Á hverju ári veitir stofnunin aðgang að sjónaukunum tveimur til stjarnmælinga í 1.500 klukkustundir á ári, í gegnum Faulkes sjónaukaverkefnið sem Dill Faulkes Menntasjóðurinn styrkir. Sá tími er helgaður fræðsluverkefnum í breskum skólum, samfélagskynningum en einnig fyrir smærri, valin verkefni í Evrópu og Bandaríkjunum.
The Northern Faulkes Telescope is a 2 m (79″) f/10 Ritchey-Chrétien telescope installed in 2003. The Southern Faulkes Telescope in Australia is its sister telescope, and both are used by research and academic groups around the world. Their owner is the Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGTN). Each year, the institute provides access to the two telescopes for 1,500 hours of astronomical observation per year. The Faulkes Telescope Project is funded by the Dill Faulkes Education Trust. That time is devoted to educational projects in British schools and public outreach, but also to smaller, selected projects in Europe and the United States.
Mynd/Fig. 2. Nyrðri Faulkes-sjónaukinn á Haleakalā-fjalli. — The Northern Faulkes Telescope on the Haleakalā.
Mynd/Fig. 3. Stjörnuturn Faulkes-sjónaukans. — The Faulkes Telescope facility.
Vinnustofan — The workshop
Vorið 2005 höfðu eftirfarandi boðað sig í ferðina: Ásta Þorleifsdóttir, Ingimar Hólm Guðmundsson, þá stjörnufræðikennari í verslunarskóla Íslands, Sævar H. Bragason, Sverrir Guðmundsson nemendur í háskóla Íslands, Tómas Guðmundsson, Snorri B. Gunnarsson og Lilja Steinunn Jónsdóttir nemendur í MH, Agnes Ö. Magnúsdóttir nemandi í MK, auk höfundar. Styrkur fékkst frá Icelandair fyrir flugi til og frá San Fransisco auk annarra styrkja til fararinnar.
In the spring of 2005, the following Icelanders had signed up for the trip: Ásta Þorleifsdóttir; Ingimar Hólm Guðmundsson, then an astronomy teacher at the Commercial College of Iceland; Sævar H. Bragason; Sverrir Guðmundsson, undergraduates at the University of Iceland; Tómas Guðmundsson; Snorri B. Gunnarsson; and Lilja Steinunn Jónsdóttir, students at Menntaskólinn við Hamrahlíð; Agnes Ö. Magnúsdóttir, a student at Menntaskólinn í Kópavogi, along with the author of this website. Funding for the flights from Iceland to San Francisco and backforth was generously provided by Icelandair.
Flogið var til San Fransisco fimmtudaginn 29. júní 2005 og degi síðar flaug hópurinn þaðan til Honolulu á eyjunni Oahu í Hawaii-eyjaklasanum. Stefnumót Deep Impact við Tempel 1 hófst 1. júlí en þennan dag “snorklaði” hópurinn tiltölulega áhyggjulaus í Hanauma-þjóðgarðinum, austan við Honolulu. Sunnudaginn 2. júlí, var tekið morgunflug til bæjarins Kahului á eyjunni Maui. Þar tóku umsjónarmenn vinnustofunnar á móti okkur. Þar bættust við níu amerískir framhaldsskólanemendur og kennarar þeirra.
The group flew to San Francisco on Thursday, June 29, 2005, and the following day onward to Honolulu on the island of Oahu in the Hawaiian archipelago. Deep Impact’s rendezvous with Tempel 1 began on July 1. On that day, the group snorkeled relatively untroubled in Hanauma Bay National Park, east of Honolulu. On Sunday, July 2, the group took a morning flight to Kahului on the island of Maui, where the workshop organizers welcomed us. Nine local college students and their teachers joined the group at this point.
Vinnustofan hófst samdægurs með kynnisferð í stjörnustöð Nyrðri Faulkes-sjónaukans á Haleakalā-fjalli. Hópurinn sem hélt þangað upp taldi alls 25 manns. Að lokinni þeirri kynningu var haldið aftur niður til Kahului.
The workshop began that same day with an excursion tour to the Northern Faulkes Telescope observatory on Mount Haleakalā. The group heading up to the site totaled 25 people. After the tour, they returned to Kahului.
Myndir/Fig. 4. Hópurinn framan við stjörnuturn Nyrðri Faulkes-sjónaukann á Haleakalā-fjalli, þann 2. júlí 2005 á Hawaii-tíma. — The group in front of the North Faulkes Observatory on Mount Haleakalā, on July 2, 2005, Hawaii time.
Í minnisbók höfundar segir um þennan dag: “Eftir flug til Maui, frá Honolulu, fór hópurinn í ökuferð upp á fjallið Haleakala. Hæð þess er u.þ.b. 10000 fet. Þar eru miklar stjörnuathugunarstöðvar, þ. á m. Faulkes-sjónaukinn en með honum á að skoða 9P/Tempel 1 halastjörnuna. Spegilþvermál hans er 2 m. Eftir þessa ágætu ferð var farið í MCC (Maui Community Colllege)) þar sem lögð voru fyrstu drög að mælingum og hvernig nota má Faulkes-sjónaukann. Síðan var skipt í hópa. Ég og Ásta Þorleifsdóttir tókum röð mynda á BVRI [litsvið] af halastjörnunni. Allir voru afar þreyttir og var farið heim um 23:00.”
In the author’s notebook, the following is recorded about this day: “After a flight to Maui from Honolulu, the group drove up to Mount Haleakalā, at an elevation of approximately 10,000 feet. The site hosts significant astronomical observatories, including the Faulkes Telescope, which was intended to observe the comet 9P/Tempel 1. Its mirror has a diameter of 2 meters. After this excellent visit, we proceeded to MCC (Maui Community College), where plans the initial measurements and how to use the Faulkes Telescope. Then, we split into subgroups. Ásta Þorleifsdóttir and I captured a series of BVRI [color filter] images of the comet. Everyone was extremely tired after a long day, and we returned home around 11:00 PM.”
Verkefnið sem nemendum var ætlað var að nota Nyrðri Faulkes-sjónaukann til að mynda áreksturinn við halastjörnuna. Því fengju þeir að kynnast verklaginu á stjarnfræðilegum mælingum og úrvinnslu ljósmæligagna.
The students’ task was to use the Northern Faulkes Telescope to capture the impact event with the comet. This would allow them to familiarize themselves with the processes of astronomical measurements and the analysis of photometric data.
Daginn eftir — árekstrardaginn — varð Maui samfélagsháskólinn í Kahului grunnstöð vinnustofunnar enda hægt að stýra Nyrðri Faulkes-sjónaukanum þaðan. Þar og yrði dvalið á meðan viðburðurinn ætti sér stað. David Bowdley fræðslustjóri Faulkes sjónaukaverkefnisins og starfsmenn hans kynntu aðferðir og önnur mikilvæg atriði við að nota sjónaukann myndir 5a-b).
The following day — Impact Day — Maui Community College in Kahului served as the workshop’s base station, as the Northern Faulkes Telescope could be remotely operated from there. The team resided at this location during the event. David Bowdley, the Faulkes Telescope Project’s education director, along with his staff, introduced the procedures and key aspects of using the telescope (Figures 5a-b).
Myndir/Fig. 5a-b. a) Leiðbeinendur vinnustofunnar, D. Bowdley (t.v.) og starfsfélagar hans. b) Íslensku þátttakendurnir á vinnustofunni stuttu fyrir áreksturinn. — a) The workshop instructors, D. Bowdley (left) and his colleagues. b) The Icelandic participants in the workshop shortly before the collision.
Á grasflöt á milli háskólabygginganna safnaðist saman hópur stjörnuáhugamanna með sjónauka sína sem ætluðu að freista þess að fylgjast með og hvort þeim tækist að greina blossann við áreksturinn.
On a lawn between the campus buildings, a group of amateur astronomers gathered with their telescopes, hoping to observe and perhaps detect the flash from the impact.
Vinnustofan var haldin í kennslustofu skammt frá. Því skaust höfundur út og einhverjir fleiri, fyrir forvitni sakir og til þess að taka myndir. Þrátt fyrir að vita vel að það versta sem hægt er að gera stjörnuskoðurum er að beina björtum ljósum á þá, tók höfundur 2-3 myndir með leifturljósi af hópnum (myndir 6a-b). Uppskar hann mikið óánægjukurr frá viðstöddum fyrir að skemma myrkuraðlögunina. Var fátt annað til ráða við skyndilegar óvinsældir en að flýja af vettvangi, nokkrum myndum ríkari.
The workshop itself was held in a nearby classroom. Out of curiosity and to capture some photos, the author and a few others stepped outside. Despite knowing that flashing bright lights is the worst possible offense on stargazers , the author snapped 2-3 flash photos of the group (Figures 6a-b). This earned a chorus of irritation from those stargazers present, as their dark adaptation was ruined. Faced with this sudden unpopularity, the author quickly rushed back inside, but a few photos richer.
Myndir/Fig. 6.a-b. Stjörnuáhugamenn í stjörnuteiti við samfélagsháskólann á Maui skömmu fyrir áreksturinn,.— Amateur astronomers “astroparty” outside the Maui Community College shortly before the impact.
Áreksturinn (myndir 7 og 8) átti að eiga sér stað kl. 05:45 á heimstíma (UT) að morgni 4. júlí, 2005. Það var jafngildi 18:45, þann 3. júlí á Hawaii-tíma. Tímasetningin var því afar heppileg fyrir íbúa á eyjunum
The impact (Figures 7 and 8) was scheduled at 05:45 Universal Time (UT) on the morning of July 4, 2005, which corresponded to 18:45 on July 3, Hawaiian time. This timing was highly convenient for residents of the islands.
Mynd/Fig. 7. Myndröð af árekstrinum sem var tekin með Hubble geimsjónaukanum. — Series of images captured with the Hubble telescope during and after the collision. Credit: P. Feldman (JHU) & H. Weaver (APL), ESA, NASA
Myndatökurnar gengu vel og safnaðist álitlegur fjöldi mynda af atburðarásinni á bláu og rauðu litsviði. Áreksturinn varð þó aðeins seinna en fyrir fram var ráðgert. Í minnisbók höfundar segir að tími árekstrar sé 07:52:24 UT. Það er nokkru nákvæmari tími en gefið er upp á vefsíðu Deep Impact. Hve mikið af seinkuninni skal rekja til þess að ljósið þarf að berast til jarðar, veit höfundur ekki.
The imaging went successful, and a significant number of images were captured of the event in blue and red wavelengths. However, the impact occurred slightly later than originally planned. According to the author’s notebook, the impact time was 07:52:24 UT, which is a more precise time than what is listed on the Deep Impact website. How much of this delay was due to the time it takes for light to travel to Earth is unknown to the author.
Blossinn vegna árekstursins birtist á tölvuskjá á þá leið að birta Tempel 1 jókst sífellt með hverri mynd (mynd 8). Úrvinnsla myndanna fór síðan fram næstu tvo daga undir leiðsögn stjörnufræðinganna. Þær niðurstöður eru sýndar á mynd 9.
The flash from the impact appeared on the computer screen as a gradual brightening of Tempel 1 with each successive image (figure 8). The image processing occupied the next two days under the guidance of astronomers. with the results shown in Figure 9.
Hins vegar, rannsóknir stjörnufræðinga sem unnu þetta verkefni, á ljósi og litrófi, sýndu síðar að yfirborðslag Tempel 1 er að 3/4 tómt sem var á skjön við ríkjandi hugmyndir um þéttara og sterka yfirborðslag sem hindraði útgösun. Í ljós kom að vatn og koltvísýringur var misríkjandi milli svæða og mögulega bundið árstíðum og að efnafræðileg fjölbreytni mikilvægur þáttur í efnasamsetningu halastjörnunnar. Niðurstöður þeirra má m.a. lesa hér.
However, further studies by astronomers working on this project, analyzing light and spectra, later revealed that the surface layer of Tempel 1 is three-quarters porous, contrary to prevailing ideas of a denser and stronger surface layer inhibiting outgassing. It was found that water and carbon dioxide were unevenly distributed and possibly influenced by seasonal factors, and that chemical diversity is a crucial aspect of the comet’s composition. Their findings are detailed in various sources, including one cited here.
Þetta munu hafa verið fyrstu myndirnar af árekstrinum sem voru teknar af Evrópumönnum, segir á einni vefsíðu ESA. Hugleiðingar höfundar snúa hins vegar frekar að því hver lærdómsrík þessi vinnustofa raunverulega var sem þarna steig sín fyrstu skref í vísindalegri gagnaöflun undir leiðsögn stjörnufræðinga, og úrvinnslu mynda til ljósmælinga.
According to an ESA webpage, these were likely the first images of the impact taken by Europeans. However, the author reflects more on how educational the workshop turned out to be personally. It represented an initial step into scientific data collection under the guidance of professional astronomers, as well as the processing of images for photometric analysis.
Vinnustofunni lauk 5. júlí og þá hélt íslenski hópurinn ferðalaginu áfram um Hawaii-eyjar, m.a. til Mauna Kea-fjalls til þess að skoða stjörnuathugunarstöðvarnar þar, áður en flogið var heimleiðis til Íslands, þann 11. júlí 2005.
The workshop finished on July 5, and the Icelandic group continued their journey of the Hawaiian Islands, including the Mauna Kea observatory, before returning to Iceland on July 11, 2005.
Myndir/Fig. 8. Myndaröð, tekin með Nyrðri Faulkes-sjónaukanum, af Tempel 1 þegar geimkanninn skall á yfirborð hennar. Myndirnar voru teknar að kvöldi 3. júlí á Hawaii-tíma (HST) á því augnabliki þegar áreksturinn átti sér stað kl. 07:52:24 UTC 4. júlí, 2005 og eftir. — A sequence of images, captured by the Northern Faulkes Telescope, of the comet 9P/Tempel 1 at the moment the probe impacted its surface. The pictures were taken on the evening of July 3, but the collision took place at 07:52:24 UTC on July 4, 2005.
Myndir/Fig. 9a-b. Birtubreyting í a) bláu og b) rauðu litsviði, þegar áreksturinn varð og eftir það. Blá og rauð lína tengir mælingapunktana.. — Flux variation in b) blue and c) red bandpass, at the moment of impact and after. The blue and red line connects the measured datapoints.
Mynd/Fig. 10. Myndband NASA af árekstrinum. — Deep Impact collision by NASA.
Deep Impact: í íslenskum fjölmiðlum — in the Icelandic media
Deep Impact leiðangurinn vakti nokkra athygli fjölmiðla á Íslandi, ekki síst vegna aðkomu Íslendinganna að verkefninu. Hér fyrir neðan eru nokkrir hlekkir á fréttir sem birtust í fjölmiðlum:
The Deep Impact mission gained significant media attention in Iceland, thanks in mostly to the involvement of Icelandic undergraduates in the project. Below are links to some news that appeared in the media:
Tilvitnun í grein:
Snævarr Guðmundsson 2024. Deep Impact 2005. Rafræn grein. Vefslóð: https://natturumyndir.is/.