Jupiter-Family Comets Johnson and Shoemaker-Levy 3.jpg
NASA/JPL-Caltech/W. Reach (SSC/Caltech)
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Jupiter Family Comets Johnson and Shoemaker Levy 3, Periodic comets, Images of the Solar System by Spitzer Space Telescope
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Jupiter Family Comets Johnson and Shoemaker Levy 3, These images of the Jupiter-family comets Johnson (top) and Shoemaker-Levy 3 (bottom) were both taken with Spitzer's multiband imaging photometer (MIPS) at a wavelength of 24 microns.

The fan-shaped region that stretches upward from Johnson's nucleus (yellow ball in the middle) represents the dust "tail" of the comet. Dust tails are created when small particles from a comet are swept backward by the Sun's radiation pressure.

The image of Shoemaker-Levy 3 (bottom) does not show a dust tail.

In both images the long thin trail of emission that precisely follows the orbit of the comet is believed to be a debris trail of solid material, ranging from millimeters to centimeters in size. Such particles, called meteoroids, are the same size as those that appear in meteor showers when they enter the Earth's atmosphere. Because any trace of water would evaporate in the Sun's heat, astronomers do not believe that debris trails contain ice.

These meteoroids have evaded detection in previous comet images because they are relatively faint in visible light. At mid-infrared wavelengths, meteoroids give off infrared radiation. Any object with an internal temperature higher than absolute zero (-273.5 degrees Celsius or zero Kelvin) produces thermal radiation; objects in the inner solar system give off radiation at mid-infrared wavelengths. Consequently, MIPS allows astronomers to study the production of meteoroids by comets whose orbits do not cross the Earth's path.

Spitzer images have also shown that there is more mass in the debris trails of comets than in their dust tails and gases.

The results of Spitzer's observations are consistent with those obtained by space probes that encountered comet Halley in 1986. In Halley's case, large particles produced by the comet were not only detected, but caused significant damage to the probes.
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木星の家族彗星 ジョンソンと靴職人 レヴィ3、周期彗星、スピッツァー宇宙望遠鏡による太陽系の画像
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木星ファミリー・コメッツ・ジョンソンとシューメーカー・レヴィ3は、いずれも24マイクロンの波長でスピッツァーのマルチバンドイメージングフォトメーター(MIPS)で撮影された。ジョンソンの核から上方に伸びる扇状領域は、彗星のほこり「尾」を表している。彗星からの小さな粒子が太陽の放射圧によって後方に掃引されるときに、尾部がダストテールとなる。シューメーカーレヴィ3の画像には、ほこりの尾が描かれていない。どちらの画像でも、彗星の軌道を正確に追った長い細い放射の痕跡は、ミリメートルからセンチメートルの大きさの固体物質の破片の痕跡であると考えられている。このような粒子は、流星群と呼ばれる、地球大気圏突入時に流星群に現れる粒子と同じ大きさである。水の痕跡は太陽の熱で蒸発するので、天文学者は破片の痕跡に氷が含まれているとは考えていない。これらの流星群は、目に見える光の中で比較的かすかであるため、以前の彗星画像では検出を避けている。中赤外線では、流星群が赤外線を放射する。絶対零度未満の内部温度を持つ天体は熱放射を、内側の太陽系の天体は赤外線中波長の放射を放射する。その結果、MIPSにより、軌道が地球の軌道を超えない彗星による流星群の発生を研究することができるようになった。スピッツァーの画像はまた、彗星の破片の軌道に塵の尾やガスよりも多くの質量があることを示しています。スピッツァーの観測結果は、1986年にハレー彗星に遭遇した宇宙探査機によって得られたものと一致する。ハレーの場合、彗星によって生成された大きな粒子が検出されただけでなく、探査機に大きな損傷を与えた。
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