Eine künstlerische Darstellung eines dunklen Kometen im äußeren Sonnensystem.(Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech)
Wissenschaftler haben sieben weitere „dunkle Kometen“ entdeckt, und die Analyse dieser Beute deutet darauf hin, dass die rätselhaften Planetoiden in zwei verschiedene Familien unterteilt sind, was das Rätsel, warum diese Objekte wie Asteroiden aussehen, sich aber wie Kometen verhalten, noch weiter vertieft.
In letzter Zeit ist die Grenze zwischen Asteroiden und Kometen unscharf geworden. Es gibt „Hauptgürtel-Kometen“, die auch als aktive Asteroiden bezeichnet werden und kometenähnliche Objekte sind, die die Eigenschaften von Asteroiden besitzen. Dann gibt es dunkle Kometen, die das Gegenteil sind: Asteroiden, die einige der Eigenschaften von Kometen haben.
Wie ihr Name schon sagt, leben die Hauptgürtel-Kometen meist im Hauptasteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Aber sie haben einen Schweif wie ein Komet, während Dunkelkometen keinen Schweif haben, sich aber wie ein Komet bewegen, in dem Sinne, dass sie eine nichtgravitative Beschleunigung aufweisen. Mit anderen Worten, neben der Schwerkraft wirkt noch eine andere Kraft auf ihre Bewegung ein und verändert ihre Flugbahn. Bei einem normalen Kometen ist diese andere Kraft der Schub, der durch das Eis erzeugt wird, das auf der Oberfläche zu Dampf sublimiert, wenn sie sich der Sonnenhitze nähern und ins All ausgasen, wobei sie den Staub mit sich führen, der ihre ikonischen Schweife erzeugt. Doch Dunkelkometen haben keine Schweife.
„Wenn man diese Art von Störung an einem Himmelsobjekt sieht, bedeutet das normalerweise, dass es sich um einen Kometen handelt, der durch flüchtiges Material, das von seiner Oberfläche ausgast, ein wenig Schub bekommt“, sagte Davide Farnocchia vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien in einer Erklärung. „Aber so sehr wir uns auch bemühen, wir konnten keine Anzeichen eines Kometenschweifs finden.“
Wir haben diese mysteriöse Bewegung schon einmal gesehen. Im Jahr 2017 raste das interstellare Objekt 1I/’Oumuamua durch das innere Sonnensystem, bevor es zurück in den interstellaren Raum flog. Dabei änderte sich seine Flugbahn von der, die die Schwerkraft allein für ihn vorgesehen hatte – ‚Oumuamua schien von irgendwoher einen zusätzlichen Schub zu bekommen.
Obwohl von ‚Oumuamua keine Schweife oder Ausgasungen entdeckt wurden, so dass sein Geheimnis bestehen blieb, wies das Verhalten von ‚Oumuamua eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit einem anderen Objekt auf, das sich nur ein Jahr zuvor seltsam verhielt.
Dieses Objekt, bekannt als 2003 RM, wurde für einen gewöhnlichen Asteroiden gehalten, bis man feststellte, dass auch er sich unter einer nicht-gravitativen Kraft bewegte.
„Die Tatsache, dass das erste Objekt, das wir im interstellaren Raum entdeckten, ein ähnliches Verhalten wie 2003 RM zeigte, machte 2003 RM noch interessanter“, so Farnocchia.
Bis 2023 wurden sechs weitere ähnliche Objekte entdeckt, und der Begriff „dunkler Komet“ wurde zum ersten Mal verwendet, und zwar in dem Sinne, dass sich diese Körper wie ein Komet verhalten, aber nicht wie ein Komet leuchten – obwohl sie durch ein leistungsstarkes Teleskop immer noch als Lichtpunkte sichtbar sind. Man geht davon aus, dass dunkle Kometen ausgasen, aber auf einem kaum wahrnehmbaren Niveau, gerade genug, um ihnen einen Schub zu geben.
Jetzt wurden sieben weitere dunkle Kometen identifiziert, so dass die Gesamtzahl auf 14 gestiegen ist – genug, um einige Rückschlüsse auf ihre Eigenschaften zu ziehen.
„Wir hatten eine ausreichend große Anzahl von dunklen Kometen, so dass wir uns fragen konnten, ob es irgendetwas gibt, das sie voneinander unterscheidet“, sagte Daryl Seligman von der Michigan State University, der die neue Forschung leitete. „Durch die Analyse des Reflexionsvermögens [der Oberfläche der dunklen Kometen, das mit ihrer Zusammensetzung zusammenhängt] und der Umlaufbahnen fanden wir heraus, dass unser Sonnensystem zwei verschiedene Arten von dunklen Kometen enthält.“
Eine Art lauert im äußeren Sonnensystem, im Bereich der Gas- und Eisriesen. Die andere Gruppe befindet sich im inneren Sonnensystem und teilt sich die Bahnen mit Merkur, Venus, Erde und Mars. Die äußeren dunklen Kometen sind größer, mit Durchmessern von Hunderten von Metern oder mehr, während die inneren dunklen Kometen viel kleiner sind, mit Durchmessern von einigen Dutzend Metern oder weniger.
Die äußeren dunklen Kometen haben eher exzentrische, d.h. elliptische Bahnen, die denen typischer Kometen ähneln, während die inneren dunklen Kometen eher kreisförmige Bahnen wie die der Planeten haben. Seligman stellte fest, dass die äußeren dunklen Kometen einige Bahneigenschaften mit den Kometen der Jupiter-Familie gemeinsam haben, d. h. mit Kometen, die aus dem äußersten Bereich des Sonnensystems eingewandert sind und sich auf Bahnen um die Sonne eingependelt haben, die nicht viel weiter als bis zum Jupiter reichen.
Das Warum und Weshalb bleibt jedoch rätselhaft. Wie sind die dunklen Kometen an diese beiden Orte gekommen? Im Sommer 2024 zeigte Seligmans Team, wie die inneren dunklen Kometen zumindest auf ihre jetzigen Bahnen gelangen konnten, wenn sie aus ihrer Geburtszone im inneren Bereich des Asteroidengürtels gestört wurden.
Dann ist da noch die Frage, wie viel Wassereis dunkle Kometen enthalten. Als sich das Sonnensystem vor 4,5 Milliarden Jahren bildete, gab es eine unsichtbare Grenze, die „Schneelinie“. Innerhalb der Schneelinie, die nur ein wenig näher an der Sonne lag als der heutige Jupiter (etwa 5 Astronomische Einheiten – etwa 750 Millionen Kilometer), waren die Temperaturen in der protoplanetaren Scheibe zu warm, um Eis zu bilden, und Wasser existierte stattdessen als Dampf oder Flüssigkeit. Jenseits der Schneegrenze, wo sich heute die Planeten des äußeren Sonnensystems befinden, war es kalt genug, dass Wasser zu Eis gefrieren konnte.
Es wäre also nicht überraschend, wenn die äußeren dunklen Kometen unter ihrer Oberfläche Eis enthalten. Aber auch die inneren dunklen Kometen, die sich anscheinend innerhalb der Schneegrenze gebildet haben, müssen Eis enthalten, damit sie ausgasen und Schub für die nichtgravitative Beschleunigung erzeugen können. Die früheren Arbeiten von Seligmans Team deuten darauf hin, dass bis zu 60 % der erdnahen Objekte dunkle Kometen sein könnten, was die Möglichkeit aufwirft, dass dunkle Kometen, die vor langer Zeit auf der Erde einschlugen, das Wasser auf unseren Planeten brachten.
„Dunkle Kometen sind eine neue potenzielle Quelle dafür, dass sie die Materialien auf die Erde gebracht haben, die für die Entwicklung des Lebens notwendig waren“, so Seligman. „Je mehr wir über sie erfahren können, desto besser können wir ihre Rolle bei der Entstehung unseres Planeten verstehen.“
Die Entdeckung der sieben neuen dunklen Kometen wurde am 9. Dezember in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.
