Helle Perseiden-Meteore wurden am 12. August 2024 am Glacier Point im kalifornischen Yosemite-Nationalpark eingefangen. Eine ähnliche Feuerkugel, die über Papua-Neuguinea entdeckt wurde, soll von einem interstellaren Objekt stammen.(Bildnachweis: Tayfun Coskun/Anadolu via Getty Images)
Der vermeintliche interstellare Feuerball, der 2014 über dem Pazifik entdeckt wurde, stammt wahrscheinlich aus unserem Sonnensystem, wie eine neue statistische Modellierung des Meteors und anderer ähnlicher Meteoriten zeigt.
Die neue Studie kommt auch zu dem Schluss, dass die Trümmer der Feuerkugel den Durchgang durch die Erdatmosphäre nicht überlebt hätten, was bedeutet, dass die angebliche Bergung von Fragmenten der Feuerkugel einen anderen, alltäglicheren Ursprung haben muss.
Diese Ergebnisse stammen von einem internationalen Team europäischer und amerikanischer Astronomen unter der Leitung von Maria Hajduková vom Astronomischen Institut der Slowakischen Akademie der Wissenschaften. Bei der Untersuchung der Höhen- und Geschwindigkeitsdaten der Feuerkugel von 2014 sowie Hunderter anderer Feuerkugeln im Feuerkugelkatalog des Center for Near Earth Object Studies (CNEOS) der NASA stellten sie fest, dass die Angaben zu den Feuerkugeln nicht den Fehlerbereich für jede Messung enthalten. Ein Fehlerbereich ist der Grad der Ungenauigkeit einer wissenschaftlichen Beobachtung. Das Problem ist, so das Team um Hajduková, dass diese Ungenauigkeit Meteore aus unserem Sonnensystem so erscheinen lassen kann, als kämen sie aus dem interstellaren Raum.
Feuerkugeln sind die hellsten Meteore und werden vom Boden aus als ein fallender Flammenball gesehen, der über den Himmel schießt, bevor er verblasst. Die meisten „Sternschnuppen“ werden von winzigen Staubkörnern mit einem Durchmesser von einem Millimeter oder weniger verursacht, aber eine Feuerkugel kann auch von einem steingroßen Meteoriten erzeugt werden. (Als Meteoroid werden diese Objekte bezeichnet, wenn sie sich im Weltraum befinden; wenn wir sie durch die Atmosphäre fallen sehen, nennen wir sie Meteor, und diejenigen, die den Fall überleben und den Boden erreichen, werden als Meteoriten bezeichnet).
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Der Harvard-Astronom Avi Loeb, dem kontroverse Behauptungen über interstellare Objekte nicht fremd sind, und sein Harvard-Kollege Amir Siraj behaupten, dass ein Feuerball, der am 8. Januar 2014 über Papua-Neuguinea beobachtet und von Sensoren des US-Verteidigungsministeriums entdeckt wurde, wahrscheinlich von jenseits unseres Sonnensystems stammt. Sie waren so fest davon überzeugt, dass sie sogar eine private, durch Kryptowährungen finanzierte Expedition in den Pazifik unternahmen, um den Meeresboden nach Trümmern des Feuerballs abzusuchen. Sie fanden „Kügelchen“, die ihrer Meinung nach eine Zusammensetzung aufweisen, die sie als interstellar ausweist. Unabhängige Analysen der Kugeln durch Steven Desch von der Arizona State University und Alan Jackson von der Towson University in Maryland deuten jedoch darauf hin, dass es sich um nichts anderes als Industrieabfälle aus der Kohleverbrennung handelt.
Das Team um Hajduková, zu dem auch Desch und Jackson gehören, hat nun auch quantitativ nachgewiesen, dass der Feuerball höchstwahrscheinlich nicht interstellarer Natur war, sondern aus unserem Sonnensystem stammt.
Eine der Metallkugeln, die angeblich zu einem interstellaren Meteoriten gehören, der von dem Astronomen Avi Loeb geborgen wurde. (Bildnachweis: EYOS)
Loeb und Siraj stützten sich bei ihren interstellaren Behauptungen auf Daten aus dem CNEOS-Katalog, aus denen hervorgeht, dass sich der Feuerball mit einer Geschwindigkeit von 44,8 Kilometern pro Sekunde relativ zur Sonne bewegte, als er in die Erdatmosphäre eintrat. Dies ist höher als die Fluchtgeschwindigkeit des Sonnensystems, die mit der Entfernung von der Sonne variiert, aber auf der Erdumlaufbahn 26,2 Meilen (42,1 km) pro Sekunde beträgt. Diese Überschussgeschwindigkeit bedeutet, dass der Meteoroid nicht auf einer an die Sonne gebundenen Bahn unterwegs gewesen wäre. Stattdessen wäre seine Bahn hyperbolisch – d.h. nicht geschlossen um die Sonne – und er käme von irgendwo außerhalb des Sonnensystems. Astronomen haben schon früher Objekte mit hyperbolischen Bahnen gesehen, und zwar in Form der beiden bisher bestätigten interstellaren Objekte 1I/’Oumuamua und 2I/Borisov, die ursprünglich um einen anderen Stern kreisten und zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung unser Sonnensystem durchquerten.
Schätzungen zufolge könnten bis zu 10.000 solcher interstellaren Objekte gleichzeitig durch das Sonnensystem sausen, so dass wir erwarten könnten, dass interstellare Meteoroide von Zeit zu Zeit Feuerbälle erzeugen. Schätzungen der Population kleiner interstellarer Körper in unserem Sonnensystem legen jedoch nahe, dass ein interstellarer Feuerball ein äußerst seltenes Ereignis sein dürfte. Dennoch behaupten Loeb und Siraj nicht nur einen interstellaren Feuerball, sondern zwei: den von 2014 und einen weiteren, der am 9. März 2017 über dem Nordatlantik in der Nähe der Küste Portugals aufgezeichnet wurde.
Hajdukovás Team machte sich daran, den CNEOS-Feuerkugelkatalog mit zwei Zielen zu analysieren. Zum einen sollte festgestellt werden, ob Meteoritenfragmente den Eintritt eines Meteors in die Atmosphäre überleben könnten, der sich mit hyperbolischer Geschwindigkeit fortbewegt, und zum anderen, ob alle Feuerkugeln im CNEOS-Katalog tatsächlich hyperbolische Bahnen aufweisen.
Der Katalog enthält Aufzeichnungen über 954 Feuerbälle (Stand: März 2023), aber nur für 291 von ihnen liegen sowohl Höhen- als auch Geschwindigkeitsdaten vor. Von diesen hatten sechs Bahnen, die laut der neuen Studie potenziell hyperbolisch sein könnten.
Das Problem mit der Behauptung, dass einige interstellar sind, ist, dass die Fehlerbereiche – die Ungenauigkeit der Messungen – in der gleichen Größenordnung liegen wie die Überschussgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um eine Umlaufbahn hyperbolisch zu machen. Die Unterscheidung zwischen beiden ist sehr schwierig, und solange diese Ungenauigkeit besteht, ist es unmöglich, mit Sicherheit zu sagen, dass sich ein Feuerball auf einer hyperbolischen Bahn befindet. Mit anderen Worten: Die Daten, die die Feuerkugeln beschreiben, sollten nicht für bare Münze genommen werden, solange der Fehlerbereich bei den Geschwindigkeitsmessungen nicht untersucht ist.
Das Team um Hajduková kam in seiner statistischen Analyse zu dem Schluss, dass ein Katalog von rein sonnengebundenen Meteoroiden, die zu Feuerkugeln führen, wahrscheinlich mindestens ein Ereignis enthält, das wie ein interstellares Ereignis aussieht, es aber aufgrund der Ungenauigkeit der Messungen nicht ist. Für die 291 Feuerkugeln mit Höhen- und Geschwindigkeitsdaten fanden die Forscher heraus, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine von ihnen als interstellare Feuerkugel tarnt, 53 % beträgt. Auf die gesamte Population des CNEOS-Katalogs (~1.000 Objekte) hochgerechnet, steigt diese Wahrscheinlichkeit auf 93 %.
„Wir kommen zu dem Schluss, dass wir auf der Grundlage der verfügbaren Daten keine Beweise für einen interstellaren Ursprung einer der nominell hyperbolischen Feuerkugeln aus dem CNEOS-Katalog finden“, schreibt das Team um Hajduková in dem neuen Papier.
Außerdem legt ihre Arbeit nahe, dass selbst wenn einer der Feuerbälle eine hyperbolische Geschwindigkeit gehabt hätte, kein Trümmerteil den Ozean hätte erreichen können. Der Meteoroid würde einfach durch die Erhitzung der Atmosphäre verdampfen – dies ist es, was das kurze „Feuer“ des Feuerballs erzeugt. Daher kann das, was das Team von Loeb und Siraj auf dem Meeresboden gefunden hat, nicht von einer interstellaren Feuerkugel stammen, was die Analyse, dass es sich bei den Kugeln lediglich um irdische Industrieabfälle handelt, weiter untermauert. Das Team um Hajduková weist darauf hin, dass die Fragmente den Ozean erreicht haben könnten, wenn die Feuerkugel mit einer geringeren Geschwindigkeit unterwegs gewesen wäre, die sie an die Sonne gebunden hätte, aber dann wären es nur Trümmer des Sonnensystems, die sich nicht von den anderen Meteoriten unterscheiden, die die Erdoberfläche erreichen.
ihre Erkenntnisse haben auch weiterreichende Auswirkungen für Astronomen, die kleine Trümmerteile im Weltraum untersuchen. Es sind möglicherweise nicht nur die vermeintlichen hyperbolischen Feuerbälle, deren Geschwindigkeit überschätzt wurde; dies könnte ein häufiger Fehler sein, auch bei der Untersuchung normaler Feuerbälle. Da es sich bei Feuerkugeln und Meteoren um Trümmer von größeren Objekten handelt, die auf die Anfänge des Sonnensystems zurückgehen, ist die Verfolgung der Herkunft von Feuerkugeln und Meteoren ein wichtiger Teil der Untersuchung der Geschichte des Sonnensystems und der Beurteilung der Population kleinerer Körper im inneren Sonnensystem. Wenn die Geschwindigkeiten überschätzt wurden und die Größe der Population kleiner Trümmer falsch eingeschätzt wurde, ist es möglich, dass diese Geschichte einige subtile Änderungen erfordert.
Die Forschungsarbeit wurde am 25. Oktober in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
