천문학회는 역사상 처음인 태양계 천체간 충돌이라는 점에서 흥분을 감추지 못했다. 시간이 지나면서 점차 궤도 계산 정밀도가 올라가자, 혜성이 목성과 충돌한다는 것은 명백한 사실이 되었다. 과학자들은 혜성이 목성과 충돌할 때 구름 밑의 물질들을 위로 분출시키면서 목성의 대기에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있으리라고 기대했다.[4]

혜성의 충돌에 대한 주요 논쟁거리 중 하나는 이 충돌이 지구에서 관측 가능할 것이냐, 아니면 보이지도 않을 작은 유성이 될 것이냐였다.[11] 가장 낙관적으로는 목성 구름 위로 거대한 화염구가 지나가며 목성의 낮 부분에 떨어져 지구에서 선명하게 보일 것이라고 예측하였고,[12] 어떤 이론에서는 충돌로 인해 행성에 지진파가 퍼져나가고, 성층권이 부풀어올라 고리가 커질 것이라고도 하였다. 하지만, 천문학자를 포함한 어떤 누구도 이런 충돌 사건을 경험해보지 못했기 때문에, 어느 예측이 맞을지조차도 알 수 없었다.[4]

충돌

충돌 2.5시간 후의 목성을 자외선으로 촬영한 사진으로, 사진 위쪽 근방의 검은 점은 위성 이오이다.[13]

적외선으로 촬영한 목성으로, 왼쪽에는 슈메이커-레비 제9혜성의 충돌 모습, 오른쪽에는 위성 이오가 찍혀 있다.

목성과 목성으로 낙하하는 슈메이커-레비 제9혜성의 모습.
충돌 날짜가 다가올수록 각종 예측이 난무했으며, 천문학자들은 지상 망원경 및 우주 망원경들(허블 우주 망원경, ROSAT X선 망원경, 갈릴레오 탐사선 등)로 목성을 관측할 준비를 갖추고 있었다. 혜성 충돌은 지구에서 보이지 않는 부분에서 일어났지만, 갈릴레오 탐사선은 목성에서 1.6 AU 거리에서 충돌 모습을 관찰해냈다. 이후 목성의 자전속도가 워낙 빨라, 충돌 몇 분 후에 충돌 흔적이 바로 지구에서 관측 가능한 부분으로 나타났다.[14]

한편 관련 없어 보이는 두 우주 탐사선들도 충돌을 관측하였다. 태양 탐사선 율리시스는 2.6 AU 거리에서 충돌 모습을 관측하였으며, 5년 전 해왕성을 통과했던 보이저 2호는 44 AU 거리에서 충돌로 생겨난 1–390 kHz 대역 전파를 관측했다.[15]


첫 충돌 때 허블 우주 망원경이 촬영한 화구.
첫 번째 충돌은 1994년 7월 16일 20:13(UTC)에 일어났으며, 혜성 핵은 목성 남반구에 60 m/s로 낙하했다.[1] 갈릴레오 탐사선의 자료에 의하면, 첫 충돌 당시 화구의 온도는 24,000 K에 이르렀으며, 이후 40초 만에 1500 K까지 급속도로 냉각되었다. 충돌로 생긴 구름은 높이 3000 km에 육박했다.[16] 충돌 몇 분 후 다른 화구들이 발견되었으며, 갈릴레오 탐사선의 온도 측정 결과에 따르면 이 화구들은 충돌로 인해 방출된 물질들이 다시 목성으로 떨어지는 것이었다. 지구 망원경들 또한 충돌 후 물질들이 솟아오르는 것을 발견하였다.[17]

이미 발표된 예측들과는 상관없이[12] 천문학자들은 화구를 볼 수 있을 것이라고 생각치 못했고,[18] 충돌 때 목성 대기권이 어떻게 반응하며, 지구에서 이를 상세하게 관측할 방법 또한 알지 못한 상태였다. 충돌 이후 충돌 지역에는 빠르게 검은 점이 생겨났으며, 지름 6000 km(지구의 반)로 작은 망원경으로도 볼 수 있었다. 이 검은 점은 충돌 때 방출된 파편들로 인해 생겨났다고 여겨지며, 충돌 방향 앞쪽으로 초승달 모양을 이루었다.[19]

이후 6일에 걸쳐서 21개 파편들이 차례대로 충돌했으며, 가장 큰 충돌은 7월 18일 7시 33분(UTC)에 조각 G가 낙하할 때였다. 이 충돌로 인해 생긴 점은 지름 12,000 km에 육박했고, 6백만 TNT 메가톤만큼의 에너지를 방출했다.[20] 이후 충돌은 7월 22일, 마지막 조각 W가 충돌할 때까지 계속되었다.[21]