Ende Mai 2014 fotografierte der NASA-Satellit Swift den Kometen Siding Spring, der später in diesem Jahr erstaunlich nah am Mars vorbeifliegen wird. Diese optischen und ultravioletten Beobachtungen sind die ersten, die offenbaren, wie schnell der Komet Wasser produziert, und sie erlauben Wissenschaftlern, seine Größe besser abzuschätzen.
“Der Komet Siding Spring macht seine erste Passage durch das innere Sonnensystem und erfährt seine erste starke Erwärmung durch die Sonne”, sagte der leitende Forscher Dennis Bodewits, ein Astronom an der University of Maryland in College Park (UMCP). “Diese Beobachtungen sind Teil einer zweijährigen Swift-Kampagne, um zu verfolgen, wie sich die Aktivität des Kometen auf seiner Reise entwickelt.”
“Frische” Kometen wie Siding Spring, der die offizielle Bezeichnung C/2013 A1 trägt, enthalten etwas des ältesten Materials, das Forscher untersuchen können. Der feste Teil eines Kometen, sein Kern oder Nukleus, ist ein Klumpen gefrorener Gase gemischt mit Staub und wird häufig als “schmutziger Schneeball” beschrieben. Kometen geben Gas und Staub ab, wann immer sie sich nahe genug an die Sonne heranwagen.
Was diese Aktivität antreibt, ist die Umwandlung von gefrorener Materie – von festem Eis in Gas -, ein Prozess, der Sublimation genannt wird. Wenn sich der Komet der Sonne nähert und aufgeheizt wird, entströmen aus dem Kern verschiedene Gase, die große Mengen Staub mit sich tragen, welcher das Sonnenlicht reflektiert und den Kometen heller werden lässt. Bei ungefähr der 2,5-fachen Entfernung der Erde von der Sonne (2,5 Astronomische Einheiten) hat sich der Komet ausreichend erwärmt, so dass der Kometenkern hauptsächlich Wasserdampf abgibt.
Zwischen dem 27. und dem 29. Mai 2014 machte das Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT) an Bord von Swift eine Reihe Bilder, wie der Komet durch das Sternbild Eridanus flog. Dabei war er etwa 2,46 Astronomische Einheiten (circa 368 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt. Obwohl das UVOT Wassermoleküle nicht direkt nachweisen kann, kann es Licht registrieren, das von Teilchen emittiert wird, die bei der Aufspaltung von Wasser durch ultraviolettes Sonnenlicht entstehen: Wasserstoffatome und Hydroxylmoleküle.
“Basierend auf unseren Beobachtungen schätzen wir, dass der Komet zum Zeitpunkt der Beobachtungen etwa zwei Milliarden Milliarden Milliarden Wassermoleküle pro Sekunde produzierte, das entspricht rund 49 Litern pro Sekunde”, sagte das Teammitglied Tony Farnham, ein Seniorwissenschaftler an der UMCP. Bei dieser Rate könnte der Komet Siding Spring ein olympisches Schwimmbecken in etwa 14 Stunden füllen. So beeindruckend das klingt, ist es doch eine relativ bescheidene Wasserabgabe, verglichen mit anderen Kometen, die Swift beobachtet hat.
Ausgehend von diesen Messungen schlussfolgert das Team, dass der eisige Kern des Kometen Siding Spring nur etwa 700 Meter groß ist, was ihn am unteren Ende des Größenbereichs platziert, der anhand von früheren Beobachtungen durch andere Satelliten geschätzt wurde. Der Komet wird seine engste Annäherung an den Mars am 19. Oktober 2014 haben, wenn er nur 138.000 Kilometer von dem Roten Planeten entfernt ist. Das ist so nah, dass Gas und Staub in den äußersten Bereichen der Kometenatmosphäre (Koma) mit der Atmosphäre des Mars interagieren werden.
Zum Vergleich: Die engste aufgezeichnete Annäherung eines Kometen an die Erde fand am 1. Juli 1770 statt, als der jetzt nicht mehr existierende Komet Lexell in rund 2,3 Millionen Kilometern Entfernung an ihr vorbeiflog – das ist sechsmal weiter entfernt als der Mond. Bei seinem Vorbeiflug am Mars wird der Komet Siding Spring 16 Mal näher sein als diese Distanz.
Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass der Komet keine Gefahr für Raumsonden in Umlaufbahnen um den Mars darstellt. Diese Missionen werden zwischenzeitlich als eine Kometenbeobachtungsflotte eingesetzt, um Nutzen aus dieser einmaligen Gelegenheit zu ziehen.
Die Swift-Beobachtungen sind Teil einer umfangreicheren Untersuchung, um die Aktivität und Entwicklung neuer Kometen zu erforschen, die bei der Annäherung an die Sonne einzigartige Helligkeitsmerkmale zeigen, welche bei anderen Kometen nicht beobachtet werden. Bodewits und seine Kollegen wählen Kometen aus, die von Swift in Distanzen verfolgt werden können, in denen Wasserdampf noch nicht das hauptsächlich abgegebene Gas geworden ist. Swift verfolgt sie regelmäßig auf ihrer Reise durch das innere Sonnensystem. Diese systematische Studie wird Astronomen helfen, besser zu verstehen, wie sich die Kometenaktivität bei wiederholter Erwärmung durch die Sonne verändert.
(THK)
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