mission rosetta – komet tschurjumow-gerasimenko

© Schweizer Familie; 31.10.2013; Ausgabe-Nr. 44; Seite 26
Aus den Tiefen des Alls
Der Komet Ison rast der Sonne entgegen. Passend zur Weihnachtszeit zeigt
sich sein Schweif am Himmel. Das Spektakel wird auch von der Schweiz aus
zu bestaunen sein.
Text Hans-Martin Bürki-Spycher
Der 28. November wird ein heisser Tag. Zumindest für den Kometen Ison. Dann rast der
Himmelskörper haarscharf an der Sonne vorbei. Die einen, vor allem Hobbyastronomen, hoffen,
dass er die Sonne unbeschadet passiert und in den Tagen und Wochen darauf einen spektakulären
Schweif ausbildet. Die andern, vor allem Astrophysiker, wünschen sich, dass er bei seinem
Rendezvous zerbricht. Das würde den Blick freigeben auf das Kometeninnere. Was noch nie ein
Mensch gesehen hat.
Welches Schicksal Ison ereilen wird, weiss niemand. «Die Kometenbahn lässt sich zwar genau
berechnen», sagt Kathrin Altwegg, Astrophysikerin am Physikalischen Institut der Universität
Bern, Abteilung Weltraumforschung und Planetologie. «Doch über Grösse und Beschaffenheit
des Kometenkerns ist nicht viel bekannt.» Daher lässt sich nicht sagen, ob Ison den 2000 Grad
heissen Höllenritt an der Sonne vorbei übersteht.
Kometen beschäftigen die Menschheit seit alters. Ihr unvorhersehbares Erscheinen verbreitete
Angst und Schrecken. Sie galten als Unglücksboten, die Seuchen und Missernten ankündigten,
den Tod von Fürsten oder den Untergang von Königreichen.
«Zur Weihnachtszeit des Jahres 1680 überspannte der Schweif des Kometen Kirch den halben
Himmel, sehr zum Entsetzen der Menschen», erzählt Stefan Krause von der Volkssternwarte
Bonn, Buchautor und profunder Kometenkenner. Bussgottesdienste wurden abgehalten, um das
Weltende abzuwenden.
Auch der englische Astronom Edmond Halley (1656–1742) hatte den Schweifstern gesehen.
Nachdem er zwei Jahre später einen weiteren Kometen beobachtet hatte, verglich er dessen
Datum mit früheren Berichten und kam zum Schluss, dass es sich bei den Erscheinungen von
1456, 1531, 1607 und 1682 um ein und denselben Kometen handeln musste. Zwischen den
aufgezeichneten Beobachtungen lagen jeweils rund 76 Jahre. Halley sagte das nächste Erscheinen
für 1758 voraus. Und behielt recht. Seither trägt dieser Komet ihm zu Ehren seinen Namen.
Schmutziger Schneeball
Doch was ist überhaupt ein Komet? Ein schmutziger Schneeball, der durch den Weltraum fliegt,
könnte man salopp sagen. «Kometen bestehen aus Eis, gefrorenem Gas sowie Staub und
Gesteinsbrocken», präzisiert Astrophysikerin Kathrin Altwegg.
Wissenschaftler sehen in Kometen heute eine Art Bauschutt aus der Entstehungszeit unseres
Sonnensystems, der seit 4,5 Milliarden Jahren tiefgekühlt weit draussen als sogenannte Oortsche
Wolke seine Runden dreht. Ein vorbeiziehender Stern kann einen Teil dieser geschätzten 100
Milliarden Kometen aus der Bahn werfen. Nicht wenige gelangen so ins Innere des
Sonnensystems und kreisen fortan in einer elliptischen Bahn um die Sonne.
Durch nahe Begegnungen mit einem grossen Planeten wie Jupiter kann sich die Umlaufbahn
eines Kometen weiter verkürzen. Astronomen fassen alle Kometen, die von Jupiters
Gravitationskraft beherrscht werden, als Jupiterfamilie zusammen. «Jupiter ist allerdings kein
angenehmer Familienvater», sagt Kometenspezialist Stefan Krause. «Einige seiner Kinder
verstösst er, das heisst, er schleudert sie aus dem Sonnensystem hinaus. Andere verschlingt er,
wie den Kometen Shoemaker-Levy 9 , der im Juli 1994 – in Stücke zerrissen – abstürzte und in
gewaltigen Explosionen verging.»
Wie ein Bodyguard hat Jupiter vermutlich schon viele Kometen aus dem äusseren Sonnensystem
abgefangen und so die inneren Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars vor Einschlägen
geschützt. Der letzte grosse Einschlag auf der Erde passierte vor 65 Millionen Jahren und brachte
die Dinosaurier zum Aussterben. Es ist allerdings nicht klar, ob es sich dabei um einen Kometen
oder um einen Asteroiden handelte (siehe neben stehende Box). Die Experten rechnen mit einem
Einschlag nur alle 100 Millionen Jahre. Während sich die Bahnen von Asteroiden überwachen
lassen, treten Kometen zu überraschend auf. Nur die wenigsten haben wie Halley bekannte
Umlaufbahnen.
Vor 3,8 Milliarden Jahren gab es eine Phase, in der Erde und Mond von Kometen und Asteroiden
regelrecht bombardiert wurden. Zahlreiche Krater zeugen davon. 100 Millionen Jahre später aber
gab es bereits erstes Leben auf unserem Planeten. Erdgeschichtlich gesehen ist das eine relativ
kurze Zeit. Wissenschaftler diskutieren des halb, ob Kometen erst das Leben auf Erden
ermöglicht haben. Denn sie brachten wohl Wasser und organische Moleküle mit.
Der Stern von Bethlehem
Aufschluss über diese Frage erhofft sich die Astrophysikerin Kathrin Altwegg: «Nach
zehnjähriger Reise wird im Spätherbst 2014 die Raumsonde Rosetta den Kometen TschurjumowGerasimenko erreichen und ihn anderthalb Jahre lang begleiten.» Die Sonde wird die
Zusammensetzung der Kometengase mit zwei Massenspektrometern der Universität Bern
analysieren.
Bereits 1986 flog die Raumsonde Giotto am Kometen Halley vorbei und machte die ersten Fotos
von einem Kometenkern. Seither wissen wir: Halley hat die Form einer Erdnuss und ist
rabenschwarz – das Resultat von Milliarden Jahren Bombardement mit kosmischer Strahlung.
Auf einigen Fotos schiessen, wie bei einem Geysir, Gasfontänen in die Höhe.
Die Sonde war nach dem italienischen Maler Giotto di Bondone benannt. Dieser malte, nachdem
er 1301 Halley am Himmel gesehen hatte, ein Bild der Heiligen Drei Könige, die dem Kometen
folgen. Seitdem wird der Stern von Bethlehem als Schweifstern dargestellt. Bis heute ist aber
unklar, was sich hinter dem Himmelsereignis verborgen hat, das dem Matthäusevangelium
zufolge Sterndeuter oder Weise zum Geburtsort Jesu Christi geführt haben soll.
Die meiste Zeit ist ein Komet völlig unspektakulär und von der Erde aus nicht zu sehen. Kommt
er aber in die Nähe der Sonne, beginnt die wundersame Verwandlung. Durch die Hitze verdampft
das Eis und entlässt Gase wie Wasserdampf, Kohlenmonoxid oder Methan.
Die Gasfontänen reissen auch viel Staub vom Kometenkern mit. Die Sonnenstrahlung lädt die
Gasteilchen auf, und sie beginnen von selbst zu leuchten. Den Staub dagegen macht erst das
Sonnenlicht sichtbar. Staub und Gas umgeben den Kometenkern und bilden die sogenannte
Koma. Bald schon entwickelt sich daraus ein Schweif, manchmal auch zwei. Jetzt erst wandelt
sich der Komet zum bekannten Himmelsphänomen.
Der Schweif kann bis zu 300 Millionen Kilometer lang werden. Gas und Staub sind für den
Kometen verloren – sie fliegen davon. Der Staub kann eines Tages einen Meteorschauer
erzeugen, wenn die Erde seine Bahn kreuzt.
Antikometenpillen und Gasmasken
Als 1910 die Erde auf ihrer Umlaufbahn den Schweif des Halleyschen Kometen kreuzte, gerieten
viele Menschen in Panik, denn kurz vorher hatten Forscher festgestellt, dass der Kometenschweif
giftige Blausäure enthält – extrem verdünnt zwar und daher völlig harmlos. Dennoch brachten
geschäftstüchtige Händler Antikometenpillen, Schutzschirme und Gasmasken unter die Leute.
Bei jedem Umlauf um die Sonne verliert ein Komet durch den Schweif einen Teil seiner
Substanz. Spätestens wenn alle gefrorenen Gase verdampft sind, erlischt der Komet. Er bildet
weder Koma noch Schweif mehr aus und ist dann, wie die Fachleute sagen, «tot».
Komet Ison hat zurzeit noch einen Schweif. Dies bezeugen Fotos, durch Fernrohre geschossen.
Bei der Sonnenpassage vom 28. November wird ihm der Schweif vielleicht abgerissen. Genau
das widerfuhr dem Kometen Lovejoy im Dezember 2011; einige Tage später aber hatte dieser
einen neuen Schweif gebildet.
Übrigens: Gefahr besteht für uns keine. Ison wird in einem Abstand von 65 Millionen Kilometern
an der Erde vorüberfliegen und in den Tiefen des Sonnensystems verschwinden.
Mehr Himmelskörper
«Weltraum für clevere Kids», Dorling Kindersley, 254 Seiten, 28.50 Franken.
«Komet Ison», von Stefan Krause, Books on Demand, 140 Seiten, 13.50 Franken. www.komet-ison.de
Wann Ison am besten sichtbar ist
Von Mitte November bis Anfang Januar sollte Komet Ison von blossem Auge zu sehen sein,
sicher aber mit Feldstecher. Am besten eignen sich Beobachtungsorte in ländlichen Gegenden
ohne störendes Licht.
Die grösste Schweiflänge wird der Komet um den 5. Dezember erreichen.
Bis Mitte Dezember spielt sich das Ganze am östlichen Morgenhimmel ab und ist am besten eine
bis zwei Stunden vor Sonnenaufgang zu sehen. Ab Mitte Dezember lässt sich Ison auch am
westlichen Abendhimmel beobachten, wobei zu Beginn der Vollmond etwas stört. Um
Weihnachten herum wird der Komet die ganze Nacht über zu sehen sein.
Viele Schweizer Sternwarten bieten Beobachtungsmöglichkeiten. Adressen finden sich unter
www.astronomie.ch/obs/obspublic.d.html
Die beste Sicht hat man aus dem Flugzeug. Für den Flug einer extra zur Kometenbeobachtung
gecharterten Boeing 737 ab dem Flugplatz Köln-Bonn gibt es noch freie Plätze. www.kometenreisen.de
Mission Giotto
Komet Halley
Die Raumsonde Giotto, ein Projekt der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) mit
Schweizer Beteiligung, flog 1986 in einem Abstand von nur 600 Kilometern am Kometen Halley
vorbei und schoss die ersten Bilder eines Kometenkerns. Die Aufnahmen zeigen den Kern als
erdnussförmigen, dunklen Körper von 15 Kilometer Länge und 7 bis 10 Kilometer Breite.
Verblüfft waren die Forscher vor allem über dessen schwarze Farbe. Die Oberfläche des Kerns ist
rau und porös. Weiter zeigen die Bilder Gasausbrüche auf der sonnenzugewandten Seite. Dieser
Ausstoss führt zu taumelnden Drehbewegungen. Das vom Kometen ausgestossene Material
besteht aus 80 % Wasser, 10 % Kohlenstoffmonoxid und 2 , 5 % Methan und Ammoniak. Der
Rest beinhaltet Spuren von Kohlenwasserstoffen, Eisen und Natrium.
Mission DEEP IMPACT
Kometen Tempel 1 / Hartley
Die Raumsonde Deep Impact der NASA besuchte im Juli 2005 den Kometen Tempel 1 , um
dessen Inneres zu erforschen. Dazu wurde ein 372 Kilogramm schweres Projektil abgeschossen,
das auf dem Kometen einschlug und dort nebst einer gewaltigen Staubwolke einen Krater
hinterliess. Das dabei herausgeschleuderte Material wurde mit den Instrumenten der Sonde sowie
mit Teleskopen auf der Erde und im Weltraum untersucht. Der Kometenkern, zeigte sich, besteht
aus porösem und zerbrechlichem Material; etwa die Hälfte ist leerer Raum. Fünf Jahre später flog
die Sonde an einem zweiten Kometen vorbei, an Hartley (Bild). Dieser ist fast zwei Kilometer
gross und hat die Form einer Erdnuss. Hartley stiess in Sonnennähe fast keinen Staub aus, dafür
viel Blausäuregas.
MISSION STARDUST
KOMET WILD 2
Die Raumsonde Stardust der NASA sammelte 2004 in der Koma des Kometen Wild 2 Staub und
brachte ihn zurück zur Erde. Der Staubkollektor bestand aus Aerogelblöcken, einem extrem
weichen Material, um auftreffendes Staub- und Komamaterial abzubremsen. Dies war nötig,
denn die Teilchen trafen mit der sechsfachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel auf und sollten
beim Einfangen ihre Struktur beibehalten. Das Kunststück gelang, die Sonde machte sich auf den
Rückweg und setzte die Staubproben 2006 in einer Kapsel am Fallschirm hängend auf der Erde
ab. Die Sonde selber landete aus technischen und finanziellen Gründen nicht, sondern treibt
seither in einer Umlaufbahn um die Sonne.
MISSION ROSETTA – KOMET TSCHURJUMOW-GERASIMENKO
Die Raumsonde Rosetta, ein Projekt der ESA, ist 2004 gestartet. Sie soll nach zehnjähriger Reise
den Kometen Tschurjumow-Gerasimenko erreichen und im November 2014 das Landefahrzeug
Philae darauf absetzen. Das wäre die erste sanfte Landung der Geschichte auf einem Kometen.
Rosetta selbst kreist eineinhalb Jahre lang auf einer Umlaufbahn um den Kometen. Zwei am
Physikalischen Institut der Universität Bern entwickelte Instrumente, sogenannte
Massenspektrometer, werden die chemische Zusammensetzung des Kometen untersuchen. Die
Mission soll Aufschluss darüber geben, ob es Kometen waren, die mit organischen Molekülen
und Wasser einst den Samen des Lebens auf die Erde brachten.
Kleine Himmelskunde
ASTEROID Steiniger Himmelskörper, bis mehrere hundert Kilometer gross, meist in Umlaufbahn
zwischen Mars und Jupiter.
KOMET Himmelskörper aus Eis, gefrorenen Gasen und Gestein, mit stark exzentrischer Umlaufbahn um
die Sonne. Das altgriechische Wort «Kometes» bedeutet «langes Haar tragend» und bezieht sich auf den
Kometenschweif. Dieser besteht in Wirklichkeit aus Gas und Staub.
METEOR (auch Sternschnuppe) Lichterscheinung beim Eintritt eines circa ein Millimeter grossen
kosmischen Staubkörnchens in die Erdatmosphäre, welches dabei verglüht. Sternschnuppenschwärme
entstehen, wenn die Erde bei ihrem Lauf um die Sonne eine Kometenbahn kreuzt, die mit Kometenstaub
befrachtet ist.
METEORIT Auf die Erde gefallener Himmelskörper. Der Begriff Meteorit stammt vom griechischen
«meteoron» ab, was «Erscheinung in der Luft» bedeutet.