Ein unberührter Komet

Neue Beobachtungen mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Süd­sternwarte (ESO) deuten darauf hin, dass der abtrünnige Komet 2I/Borisov, der erst der zweite und kürzlich entdeckte interstellare Besucher unseres Sonnen­systems ist, einer der ursprünglichsten ist, die je beobachtet wurden. Die Astronomen vermuten, dass der Komet höchst­wahrscheinlich nie in der Nähe eines Sterns vorbeizog, so dass er eine unveränderte Hinterlassenschaft der Gas- und Staubwolke ist, aus der er entstand. 
 

2I/Borisov wurde im August 2019 von dem Amateur­astronomen Gennady Borisov entdeckt. Wenige Wochen später wurde bestätigt, dass er von jenseits des Sonnen­systems stammt. „2I/Borisov könnte der erste wirklich unverfälschte Komet sein, der jemals beobachtet wurde“, sagt Stefano Bagnulo vom Armagh Observatory and Planetarium in Nordirland. Das Team ist überzeugt, dass der Komet noch nie nahe an einem Stern vorbeigeflogen ist, bevor er 2019 die Sonne passierte.

Bagnulo und seine Kollegen nutzten das Fors2-Instrument am VLT der ESO im Norden Chiles, um 2I/Borisov mittels Polarimetrie im Detail zu untersuchen. Da diese Methode regelmäßig zur Untersuchung von Kometen und anderen Kleinkörpern unseres Sonnensystems eingesetzt wird, konnte das Team den interstellaren Besucher mit unseren lokalen Kometen vergleichen.

Sie fanden heraus, dass 2I/Borisov polarimetrische Eigenschaften hat, die sich von denen der Kometen des Sonnensystems unterscheiden, mit Ausnahme von Hale-Bopp. Der Komet Hale-Bopp erregte in den späten 1990er Jahren großes öffentliches Interesse, da er mit bloßem Auge leicht zu sehen war, und auch, weil er einer der ursprünglichsten Kometen war, den Astronomen je gesehen hatten. Es wird angenommen, dass Hale-Bopp vor seiner letzten Passage nur einmal an unserer Sonne vorbei­geflogen war und daher kaum von Sonnenwind und Strahlung beeinflusst wurde. Die Zusammensetzung des Kometen ist derjenigen der Gas- und Staub­wolke sehr ähnlich, aus der er und der Rest des Sonnen­systems vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist.

Um Hinweise auf die Zusammensetzung des Kometen zu erhalten, analysierte das Team die Polarisation zusammen mit der Farbe des Kometen und kam zu dem Schluss, dass 2I/Borisov in der Tat noch ursprünglicher ist als Hale-Bopp. Das bedeutet, dass er unverfälschte Signaturen der Gas- und Staubwolke trägt, aus der er entstanden ist.

„Die Tatsache, dass die beiden Kometen bemerkenswert ähnlich sind, legt nahe, dass die Umgebung, in der 2I/Borisov entstanden ist, sich in ihrer Zusammen­setzung nicht so sehr von der Umgebung im frühen Sonnen­system unterscheidet“, sagt Alberto Cellino, ein Mitautor der Studie, vom Astrophysikalischen Observatorium von Turin, Nationales Institut für Astrophysik (INAF), Italien.

Olivier Hainaut, ein Astronom bei der ESO in Deutschland, der Kometen und andere erdnahe Objekte untersucht, aber nicht an dieser neuen Studie beteiligt war, stimmt dem zu. „Das Haupt­ergebnis, dass 2I/Borisov keinem anderen Kometen außer Hale-Bopp gleicht, ist sehr überzeugend“, sagt er und fügt hinzu, dass „es sehr plausibel ist, dass sie unter sehr ähnlichen Bedingungen entstanden sind.“

„Die Ankunft von 2I/Borisov aus dem inter­stellaren Raum stellt die erste Gelegenheit dar, die Zusammen­setzung eines Kometen aus einem anderen Planetensystem zu untersuchen“, erklärt Ludmilla Kolokolova von der University of Maryland in den USA. „So können wir überprüfen, ob sich das Material, das von diesem Kometen stammt, irgendwie von unserer heimischen Variation unterscheidet.“

Bagnulo hofft, dass die Astronomen noch vor Ende des Jahrzehnts eine weitere, noch bessere Gelegenheit haben werden, einen abtrünnigen Kometen im Detail zu untersuchen. „Die ESA plant den Start von Comet Interceptor im Jahr 2029, der die Fähigkeit haben wird, ein nächstes besuchendes interstellares Objekt zu erreichen, wenn es auf einer geeigneten Flugbahn entdeckt wird“, sagt er und bezieht sich dabei auf eine bevorstehende Mission der Europäischen Weltraum­organisation.

Auch ohne eine Weltraum­mission können die Astronomen die vielen Teleskope auf der Erde nutzen, um Einblicke in die verschiedenen Eigenschaften von Einzelgänger-Kometen wie 2I/Borisov zu gewinnen. „Stellen Sie sich vor, wie viel Glück wir hatten, dass ein Komet aus einem Licht­jahre entfernten System einfach zufällig an unserer Haustür vorbeikam“, sagt Bin Yang, Astronomin bei der ESO in Chile, die ebenfalls den Durchflug von 2I/Borisov durch unser Sonnen­system nutzte, um diesen mysteriösen Kometen zu untersuchen. 

Yang und ihr Team nutzten Daten des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an dem die ESO beteiligt ist, sowie des VLT der ESO, um die Staubkörner von 2I/Borisov zu untersuchen und so Hinweise auf die Entstehung des Kometen und die Bedingungen in seinem Heimatsystem zu sammeln.

Sie entdeckten, dass die Koma von 2I/Borisov – eine Staubhülle, die den Haupt­körper des Kometen umgibt – kompakte Kiesel­steine enthält, Körner von etwa einem Millimeter Größe oder größer. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass sich die relativen Mengen an Kohlen­monoxid und Wasser im Kometen drastisch veränderten, als er sich der Sonne näherte. Das Team, zu dem auch Olivier Hainaut gehört, vermutet, dass dies darauf hindeutet, dass der Komet aus Materialien besteht, die sich an verschiedenen Orten in seinem Planeten­system gebildet haben.

Die Beobachtungen von Yang und ihrem Team deuten darauf hin, dass die Materie in 2I/Borisovs planetarer Heimat von Gegenden in der Nähe seines Sterns bis hin zu weiter entfernten Regionen vermischt wurde, vielleicht aufgrund der Existenz von Riesenplaneten, deren starke Schwerkraft Material im System aufwirbelt. Astronomen glauben, dass ein ähnlicher Prozess schon früh im Leben unseres Sonnen­systems stattgefunden hat.

Obwohl 2I/Borisov der erste Komet war, der an der Sonne vorbeiflog, war er nicht der erste inter­stellare Besucher. Das erste interstellare Objekt, das beim Vorbeiflug an unserem Sonnensystem beobachtet wurde, war Oumuamua, ein weiteres Objekt, das 2017 mit dem VLT der ESO untersucht wurde. Ursprünglich als Komet klassifiziert, wurde Oumuamua später in einen Asteroiden umgruppiert, da ihm eine Koma fehlte.

MPIA / DE
 

Weitere Infos

• Originalveröffentlichungen
  S. Bagnuolo et al.: Unusual polarimetric properties for interstellar comet 2I/Borisov, Nat. Commun. 12, 1797 (2021); DOI: 10.1038/s41467-021-22000-x
  B. Yang et al.: Compact pebbles and the evolution of volatiles in the interstellar comet 2I/Borisov, Nat. Astron., online 30. März 2021; DOI: 10.1038/s41550-021-01336-w
• Fors 1 und Fors 2, Focal reducer and low dispersion spectrograph, Europäische Südsternwarte

Weitere Beiträge

• J. Blum, B. Gundlach, C. Güttler und H. Sierks, Rätselhafte Kometenentstehung, Juni 2017, S. 29 PDF