Die letzten Stunden des Kometen ISON

Bevor ISON an der Sonne vorbeiraste, stellte er die Produktion von Staub und Gas ein. Das zeigen Messdaten des SOHO-Spektrographen SUMER.

16. Juli 2014

Wird er den Kamikaze-Flug überleben? Diese Frage stellten sich am 28. November vergangenen Jahres Tausende, die den feurigen Ritt des Kometen ISON um die Sonne verfolgten. Forscher am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) haben nun die Aktivität des Kometen in seinen letzten Stunden rekonstruiert: Bereits Stunden vor seiner Sonnenpassage hörte ISON auf, Staub ins All zu spucken. Die neue Analyse basiert auf Daten des Spektrographen SUMER an Bord der Raumsonde SOHO. SUMER war das einzige Instrument, das die Reise des Kometen in den Minuten, in denen er der Sonne am nächsten kam, genau verfolgen konnte.

Aufnahmen des Spektrographen SUMER an Bord des Sonnenobservatoriums SoHO lieferten am 28. November 2014 um 18.01 Uhr dieses Bild des Schweifs des Kometen ISON. Die roten Punkte markieren die vorhergesagte Position des Kometenkernes im Minutenabstand, das rote Kreuz die letzte Position zur Zeit der Bildaufnahme. Der
weiße Pfeil gibt die Richtung zur Sonne an. Helligkeitskonturen und Mittellinie des Schweifes verdeutlichen dessen Erscheinungsbild.                                                                                     
                                                                                                                       

Als der Komet ISON im Herbst 2012 entdeckt wurde, war schnell die Rede von einem Jahrhundertkometen. Nur 1,8 Millionen Kilometer sollten den Schweifstern am 28. November 2013 von der Sonne trennen. Wegen seiner großen Helligkeit und der frühen Entdeckung versprach ISON ein dankbares Forschungsobjekt zu werden – und, sollte er den Sonnenvorbeiflug überstehen, eine beeindruckende Himmelserscheinung in der folgenden Adventszeit. Doch dazu kam es nicht: Bereits Stunden vor der Sonnenpassage wurde der Schweif des Kometen immer blasser. Nach und nach wurde klar, dass ISON seine Aktivität eingestellt oder sich ganz und gar in Gas und Staub aufgelöst hatte.

Was genau am 28. November 1,8 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt geschah, ist noch immer nicht hundertprozentig klar. Zerbrach der Komet, bevor er den sonnennächsten Punkt erreichte? Oder hielt er der unbeschreiblichen Hitze noch etwas länger Stand? Verbarg sich unter dem Staubschweif, der sich nach dem Vorbeiflug zeigte, gar noch ein fester Kern? „Unsere Messungen und Rechnungen deuten daraufhin, dass ISON bereits vor dem Sonnenvorbeiflug die Puste ausging“, so Dr. Werner Curdt vom MPS, Leiter der neuen Studie. Demnach gab es etwa 8,5 Stunden, bevor der Komet an der Sonne vorbeifliegen sollte, einen kurzen, heftigen Ausbruch, der eine größere Staubmenge freisetzte. Danach kam die Staubproduktion innerhalb weniger Stunden endgültig zum Erliegen.

Aufnahmen des Instruments LASCO an Bord des Sonnenobservatoriums SOHO vom 28. November 2013 zeigen den heranrasenden Kometen.

Schlüssel zu den neuen Rechnungen waren Bilder des Staubschweifs, welche die MPS-Forscher am 28. November zwischen 17.56 und 18.01 Uhr (UTC), also zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs, mit dem Instrument SUMER (Solar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation) an Bord des Sonnenobservatoriums SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) aufnahmen. Bereits Stunden zuvor hatten beeindruckende Aufnahmen des Koronographen LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph), der ebenfalls an Bord der Raumsonde um die Sonne kreist, den langgezogenen Schweif des heranrasenden Kometen gezeigt. Um Strukturen in der Umgebung der alles überstrahlenden Sterns sichtbar zu machen, blendet das Instrument die Sonnenscheibe aus – ähnlich wie eine künstliche Sonnenfinsternis. ISONs Flugroute führte den Kometen jedoch so nah an unser Zentralgestirn heran, dass auch er in der entscheidenden Stunde hinter dieser Blende verschwand.

„Das einzige Instrument, das zu diesem Zeitpunkt brauchbare Daten von ISON lieferte, war SUMER“, so Curdt, der SUMER-Team seit 2002 leitet. „Für alle Beteiligten war dies eine riesige Herausforderung“, fügt er hinzu. Das Aufspüren vergleichsweise lichtschwacher Kometen gehört in der Regel nicht zu den Aufgaben des Instruments. Vielmehr wurde der Spektrograph entwickelt, um das Licht aus der Atmosphäre der Sonne in seine einzelnen Wellenlängen zu zerlegen und so Plasmaflüsse, Temperaturen und Dichten zu untersuchen.

Indem die Forscher den Eintrittsspalt für das Licht weit öffneten, konnten sie das Instrument wie eine Art Kamera betreiben – und so Bilder des Schweifs aufzeichnen. Dabei erfassten sie das ultraviolette Licht der Wellenlänge 121,6 Nanometer, mutmaßlich an Staubteilchen reflektiertes Sonnenlicht. 

Die SUMER-Aufnahmen zeigen einen leicht gekrümmten, spitz zulaufenden Schweif mit einer Länge von mindestens 240000 Kilometern. Anzeichen für einen besonders hellen Bereich an der vorausberechneten Kometenposition, der auf einen aktiven Kern deuten könnte, finden sich nicht. Um zu verstehen, welche Prozesse diese Schweifform erzeugten, verglichen die Forscher die Bilder in einem nächsten Schritt mit Simulationsrechnungen. Darin berechnen sie die Gestalt des Schweifs unter bestimmten Annahmen für die Größe der Staubteilchen, ihre Geschwindigkeit sowie den Zeitpunkt ihres Austritts.

„Unter der Annahme, dass ISON während der SUMER-Beobachtungen noch aktiv war, ließen sich die Bilder nicht rekonstruieren“, erklärt Kometenforscher und Koautor Dr. Hermann Böhnhardt vom MPS, der bei der aktuellen ESA-Mission Rosetta wissenschaftlicher Leiter der Landemission ist. Den Rechnungen zufolge muss ISON seine Staubproduktion bereits Stunden zuvor eingestellt haben. Ob der Kern sich zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig aufgelöst hatte, sei nicht zweifelsfrei zu klären, so Böhnhardt. Einiges spreche dafür – etwa der deutliche Anstieg der Staubproduktion etwa 8,5 Stunden zuvor. Rund 11500 Tonnen Staub muss der Komet zu diesem Zeitpunkt emittiert haben, so die Berechnungen der Forscher. Diese Menge würde zusammengeballt eine Kugel mit einem Durchmesser von 280 Metern ergeben.

Möglicherweise sind einzelne inaktive, „tote“ Bruchstücke des Kernes übriggeblieben. Irgendwelche „Lebenszeichen“ wurden jedoch nicht beobachtet und die Reste des Kometen werden sich in den Weiten des Weltalls verlieren, günstigenfalls als Sternschnuppe auftauchen.

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