Wissenschaftler finden geheimen Kometen im Asteroidengürtel – wie viele andere gibt es noch?


Bilder von 456P/PANSTARRS, aufgenommen mit dem Walter Baade Magellan Teleskop am 3. Oktober (links) und mit dem Lowell Discovery Teleskop am 26. Oktober (rechts). Auf 456P ist ein kleiner Schweif zu sehen, der in der Mitte der beiden Bilder zu erkennen ist (Bildnachweis: Scott S. Sheppard, Carnegie Institution for Science/Audrey Thirouin, Lowell Observatory/Henry H. Hsieh, PSI)

Ein neuer „Hauptgürtelkomet“ – ein kometenähnliches Objekt, das sich als Asteroid im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter tarnt – wurde identifiziert, womit sich die Zahl dieser verführerischen Objekte auf 14 erhöht.

Zusammen mit den „dunklen Kometen“, von denen Wissenschaftler annehmen, dass sie 60 % aller erdnahen Objekte ausmachen, gehören die Kometen des Hauptgürtels zu einer breiteren Population, die unter dem Oberbegriff „aktive Asteroiden“ zusammengefasst wird. Im Allgemeinen befinden sich alle diese Objekte auf den für Asteroiden typischen Bahnen, zeigen aber Anzeichen von Aktivität – insbesondere „Ausgasung“, um eine Koma und einen Schweif wie bei einem Kometen zu bilden. Sie verwischen daher die Grenzen zwischen felsigen Asteroiden und eisigen Kometen und zeigen, dass es vergeblich sein kann, solche Körper in die eine oder die andere Schublade zu stecken.

Der Begriff „Hauptgürtelkomet“ wurde von Henry Hsieh vom Planetary Science Institute in Arizona und Dave Jewitt von der University of California, Los Angeles, im Jahr 2006 geprägt, als nur drei solcher Objekte bekannt waren. Der zuletzt entdeckte Komet mit der Bezeichnung 456P/PANSTARRS (was bedeutet, dass es sich um den 456. bekannten periodischen Kometen handelt, der im Rahmen des Pan-STARRS-Projekts entdeckt wurde) ist erst der vierzehnte entdeckte Hauptgürtelkomet.

„Es sind noch sehr wenige bestätigte Hauptgürtelkometen bekannt“, sagte Hsieh in einer Erklärung. „Wir wollen eine Population aufbauen, damit wir eine klarere Vorstellung von ihren allgemeinen Eigenschaften bekommen – wie zum Beispiel ihre Größe, Aktivitätsdauer und Verteilung innerhalb des Asteroidengürtels -, damit sie besser genutzt werden können, um das Eis im Sonnensystem im Allgemeinen aufzuspüren.“

Pan-STARRS, das Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System, besteht aus zwei Observatorien auf Hawaii und dient der Beobachtung von Asteroiden und Kometen am Nachthimmel sowie anderen vorübergehenden Phänomenen. Es entdeckte 456P/PANSTARRS im Jahr 2021, als das Objekt aktiv zu sein schien und einen kleinen staubigen Schweif aufwies.

Es kommt jedoch auch vor, dass Asteroiden Staub ausstoßen, wenn sie mit anderen kleinen Asteroiden oder Meteoroiden kollidieren – das Hubble-Weltraumteleskop hat beispielsweise Beispiele für solche Vorfälle aufgezeichnet. Solche Vorfälle fallen zwar unter den Oberbegriff der aktiven Asteroiden, aber sie sind kurzlebig und stoßen nicht in der gleichen Weise wie Kometen aus. Es blieb also eine Frage offen: Was für ein aktiver Asteroid war 456P/PANSTARRS?

Hsieh hat zusammen mit Scott Sheppard von der Carnegie Institution for Science und Audrey Thirouin vom Lowell Observatory die letzten Jahre damit verbracht, 456P/PANSTARRS im Auge zu behalten. Dieses faszinierende Objekt wurde entdeckt, als es 3,35 Astronomische Einheiten (501 Millionen Kilometer oder 311 Millionen Meilen) von der Sonne entfernt war. Als das Acht-Meter-Teleskop Gemini South in Chile es im Juni 2023 in einer Entfernung von 3,37 AE (504 Millionen Kilometer) beobachtete, war die Aktivität erloschen. Doch dann beobachteten das 6,5-Meter Walter Baade Magellan Teleskop in Las Campanas in Chile und das 4,3-Meter Lowell Discovery Teleskop in Arizona 456P/PANSTARRS am 3. bzw. 26. Oktober. Beide Teleskope stellten fest, dass ein kleiner Schweif, der von der Sonne weg zeigt, wie bei einem Kometen, zurückgekehrt war. Zu diesem Zeitpunkt befand sich 456P/PANSTARRS in einer Entfernung von etwa 2,86 AE (428 Millionen Kilometer oder 266 Millionen Meilen) näher an der Sonne.

„Bei diesem Objekt handelt es sich nicht nur um einen Asteroiden, der ein einmaliges Ereignis erlebt hat, das ihn zu einer einmaligen Aktivität veranlasst hat, sondern um einen inhärent aktiven, eisigen Körper, der anderen Kometen aus dem äußeren Sonnensystem ähnelt“, so Hsieh.

Die Aktivität auf dem Hauptgürtelkometen ist wieder aufgeflammt, weil die Erhitzung dazu führt, dass Wasser- und Kohlendioxid-Eis direkt unter der Oberfläche zu Gas sublimiert und ausbricht, wobei es Staub mit sich führt und einen Schweif bildet, der von der Sonne wegzeigt. Dieser Schweif wird dann von dem nach außen strömenden Sonnenwind weggeblasen. Dies entspricht genau dem Verhalten eines Kometen, dessen Aktivität sich jedes Mal wiederholt, wenn er sich dem Perihel (dem sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn) nähert.

Die Gemini-South-Beobachtungen ergaben, dass 456P/PANSTARRS einen Kern mit einem Durchmesser von etwa 1 km (0,6 Meilen) hat. Dennoch fragte sich das Team, wie dieses Objekt und die anderen Kometen des Hauptgürtels auf solche asteroidenähnlichen Umlaufbahnen um die Sonne gelangen konnten. Normalerweise haben Kometen lange, schleifenförmige Bahnen, während Asteroidenbahnen eher kreisförmig sind (wenn auch nicht vollkommen kreisförmig, wie der unterschiedliche Abstand von 456P zur Sonne zeigt). Derzeit geht man davon aus, dass sie sich in der Nähe ihrer jetzigen Position gebildet haben und dass die „Schneelinie“ – die Grenze zwischen dem Bereich, in dem Eis in der protoplanetaren Scheibe, aus der das Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren entstand, existieren konnte, und dem Bereich, in dem es kein Eis gab – nicht so scharf war, wie wir dachten.

Das bedeutet, dass die Kometen des Hauptgürtels ein weiteres Fenster in die Vergangenheit sein könnten, durch das wir einen kleinen Blick auf die Entstehung unseres Sonnensystems werfen können.

Die Ergebnisse wurden im November in der Zeitschrift Research Notes der AAS veröffentlicht.

Keith Cooper

Keith Cooper ist freiberuflicher Wissenschaftsjournalist und Redakteur im Vereinigten Königreich und hat einen Abschluss in Physik und Astrophysik von der Universität Manchester. Er ist der Autor von \"The Contact Paradox: Challenging Our Assumptions in the Search for Extraterrestrial Intelligence\" (Bloomsbury Sigma, 2020) und hat für eine Vielzahl von Zeitschriften und Websites Artikel über Astronomie, Weltraum, Physik und Astrobiologie verfasst.

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