Eine Illustration eines Kometen, der durch den Himmel der Erde rast. Durch die Untersuchung von Meteoritenschauern glauben Wissenschaftler, potenziell tödliche Kometen Jahre im Voraus erkennen zu können.(Bildnachweis: Maciej Frolow via Getty Images)
Kometen, die nur selten an der Sonne vorbeiziehen, könnten in unseren Planeten einschlagen, aber wir könnten sie anhand der „krümelartigen“ Meteoroidspuren erkennen, die sie hinterlassen, so eine neue Studie.
Viele Kometen besuchen das Sonnensystem recht häufig, zumindest auf einer kosmischen Zeitskala. Der Halleysche Komet z.B. saust alle 76 Jahre an der Erde vorbei, zuletzt im Jahr 1986.
Aber andere Kometen, wie der A3 Tsuchinshan-ATLAS vom Oktober, sind viel seltenere Besucher. Einige dieser Objekte, die an den äußeren Rändern des Sonnensystems geboren wurden, sind langperiodische Kometen (LPC), die sich der Sonne nur alle 200 Jahre oder öfter nähern.
Während LPCs Himmelsbeobachter faszinieren mögen, stellen sie für die Verteidiger des Planeten eine Herausforderung dar. Schätzungen zufolge können sie bis zu 6 % aller Einschläge auf der Erde verursachen. Bisher wurden jedoch nur wenige LPCs entdeckt, die eine Bedrohung darstellen könnten – diejenigen, deren Umlaufbahnen sich der Erde in einer Entfernung von etwa 7,5 Millionen Kilometern (4,65 Millionen Meilen) nähern, was etwa einem Zwanzigstel der Entfernung zwischen Erde und Sonne entspricht. Jeder dieser potenziell gefährlichen Kometen könnte eine gewaltige Wirkung entfalten. Ein Asteroid mit einem Durchmesser von 1 km (0,6 Meilen) und einer Geschwindigkeit von 50 km pro Sekunde (30 Meilen pro Sekunde) würde die Erde mit der Energie von 750.000 Megatonnen TNT treffen.
Die neue Studie schlägt jedoch eine Möglichkeit vor, LPCs aufzuspüren: indem man den „Brotkrumen“-Spuren von Meteoroiden folgt, die diese himmlischen Hanseln hinterlassen haben. Denn wenn sich ein Komet der Sonne nähert, verdampft durch die intensive Sonnenwärme ein Großteil seines Eises. Dadurch werden Gestein und Staub des Kometen in einen Meteoritenstrom geschleudert, dessen Bahn parallel zur Bahn des Kometen verläuft. Außerdem sind die Ströme von langperiodischen Kometen nicht so anfällig für Störungen durch größere Planeten“, erklärte Samantha Hemmelgarn, Doktorandin an der Northern Arizona University und Erstautorin der Studie, in einer E-Mail an Live Science.
Wenn die Erde durch die Meteoritenströme hindurchfliegt, kann ein Teil davon als Meteoritenschauer durch die Atmosphäre unseres Planeten schießen. Diese Streifen können die Geschwindigkeit und die Flugrichtung der Meteoroiden aufzeigen, so dass die Wissenschaftler die Ströme extrapolieren und die Mutterkometen entdecken können. Und während die meisten LPCs für die derzeitigen Observatorien zu schwach sind, könnte der kommende Legacy Survey of Space and Time (LSST) – der das kommende Vera C. Rubin-Observatorium überwachen wird – diese Kometen Jahre vor ihrer Bedrohung entdecken. Wie weit im Voraus genau, war jedoch nicht klar.
Im Gegensatz zum Lyriden-Meteorschauer, dessen Elternteil der langperiodische Komet Thatcher ist, haben die meisten Schauer keinen identifizierten Elternkometen. Die neue Studie zielt darauf ab, dies zu ändern, indem die Schauer mit ihren Mutterkometen in Verbindung gebracht werden. (Bildnachweis: NurPhoto via Getty Images)
Um dies festzustellen und ihre theoretische Strategie zu testen, wendeten sich die Autoren der neuen Studie 17 Meteoritenschauern mit bekannten Eltern-Kometen zu. Auf der Grundlage der Eigenschaften der einzelnen Schauer erstellten die Forscher eine Reihe synthetischer LPCs – eine Familie für jeden Meteoritenstrom. Dann platzierte das Team die Kometenhaufen virtuell in Entfernungen, die sie nur für das Rubin-Observatorium hell genug erscheinen ließen. Schließlich verglichen die Forscher die Positionen dieser synthetischen Kometenfamilien mit den Positionen der echten Kometen (wenn sie so hell wie ihre künstlichen Gegenstücke wären), um zu sehen, wie gut sie übereinstimmten.
Die Autoren fanden heraus, dass die Positionen der tatsächlichen Mutterkometen größtenteils innerhalb der Wolken der synthetischen Kometen lagen, wobei die meisten in der Nähe der Zentren ihrer jeweiligen künstlichen Haufen lagen. Die Forscher fanden auch heraus, dass die Rückprojektion der Meteoritenströme dabei half, das Gebiet für die Suche nach Elternkometen einzugrenzen. Noch wichtiger war jedoch, dass die Identifizierung von Kometen als Einschlagskörper auf der Erde, die Milliarden von Kilometern entfernt waren, eine um Jahre längere Vorwarnzeit ermöglichte. Das Aufspüren großer Impaktoren auf diese Weise könnte besonders hilfreich sein und mehr als ein Jahrzehnt an Vorbereitungszeit gewinnen.
Die Wissenschaftler planen, die Techniken der neuen Studie und die Bilder des LSST zu nutzen, um nach den LPC-Eltern der derzeit verwaisten Meteoritenströme zu suchen, sagte Hemmelgarn. Sie wies darauf hin, dass 247 Meteoritenströme, deren Bahnen die der Erde kreuzen (aufgelistet in einem von Peter Jenniskens, dem Hauptautor der Studie, mitverfassten Leitfaden für 2023), zu dieser Kategorie gehören.
„Hoffentlich werden wir mit LSST in der Lage sein, Kometen auf der Erde, deren Bahnen sich kreuzen, viel früher zu entdecken, als wir es jetzt können“, sagte sie.
Allerdings hat auch diese Technik ihre Grenzen. Zum Beispiel kann sie keine gefährlichen Kometen mit einer Umlaufzeit von mehr als 4.000 Jahren aufspüren, sagte Hemmelgarn, da „ihre Meteorströme zu verdünnt wären, um auf der Erde entdeckt zu werden.“
Die Studie, die zur Veröffentlichung in The Planetary Science Journal angenommen wurde, ist als Vorabdruck über arXiv verfügbar.
