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Ein ganz besonderer Komet

Seit 1996 suchen Teleskope des von der US-Raumfahrtbehörde NASA und der US-Luftwaffe ins Leben gerufenen Projekts LINEAR (Lincoln Near Earth Asteroid Research) nach potentiell gefährlichen erdbahnkreuzenden Asteroiden. Weit über 2000 wurden schon gefunden. Vor ein paar Tagen nun, am 6.Januar 2010 entdeckte man im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter ein seltsames, auf den ersten Blick kometenartig erscheinendes Objekt, das die Bezeichnung P/2010 A2 erhielt. Für einen Kometen hat es allerdings sehr untypische Eigenschaften. Da wäre erst einmal der Aufenthaltsort im Asteroidengürtel und dann die fast kreisförmige Umlaufbahn um die Sonne, eher wie ein Planet und Asteroid und nicht wie ein Komet, der meist eine mehr oder weniger langgestreckte Ellipse beschreibt, die meist bis ins äußere Sonnensystem reicht.

 Das NASA-Weltraumteleskop Hubble lieferte inzwischen weitere interessante Details überP/2010 A2:

Das Hubble-Weltraumteleskop fotografierte das kometenähnlich erscheinende Objekts P/2010 A2 im Asteroidengürtel am 29. Januar 2010. Quelle: http://hubblesite.org/

Zwar verfügt P/2010 A2 wie ein Komet über einen auffälligen Schweif, dieser besteht aber nur aus Staub und Geröll. Kometen setzen aber normalerweise bei der Annäherung an die Sonne auch große Mengen gasförmiger Stoffe frei, die durch den Strahlungsdruck und den Teilchenwind (Sonnenwind) der Sonne nach außen weggeblasen werden. Kometen werden oft als schmutzige Schneebälle bezeichnet. Sie bestehen aus Wassereis, gefrorenen Gasen wie Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO), Ammoniak (NH3) und Methan (CH4), Silikaten, Mineralien und komplexen organischen Substanzen. Kometen sind aber ausgesprochen felsige Schneebälle, denn die festen überwiegen eindeutig die flüchtigen Bestandteile. Der eigentliche feste Kern eines Kometen ist vollständig von Gas und Staub eingehüllt. Diese Kernhülle, auch Koma genannt, entsteht, wenn der Komet die Jupiterbahn passiert hat. Flüchtige Bestandteile des Kometen verdampfen, wenn die Sonne seine Oberfläche erwärmt und reissen dabei kleine Staubteilchen mit. Erst später, bei noch größerer Annäherung an die Sonne, werden Strahlungsdruck und Sonnenwind ausreichend wirksam, damit sich aus Gas und Staub der für Kometen so charakteristischen Schweif bilden kann.

Bei dem Objekt P/2010 A2 ist der kompakte Kern klar zu erkennen, denn eine Koma gibt es nicht. Der Kern ist mit einer x-förmigen Struktur verbunden, die in den Schweif übergeht. Das X erscheint so deutlich, weil das Material hier dichter ist als im Schweif. 

Die derzeit naheliegenste Interpretation ist, daß  P/2010 A2 aus der frontalen Kollision zweier Asteroiden hervorgegangen ist. Das würde das  Fehlen gasförmiger Substanzen Im Schweif erklären, da Asteroiden kaum flüchtige Bestandteile enthalten und natürlich auch die nahezu kreisförmige Bahn mit der das Objekts die Sonne umläuft. Das X markiert möglicherweise die Bahn der beiden Asteroiden und den Ort ihrer Kollision, wobei sie zwei  sich kreuzende Trümmerspuren hinterließen. Anscheinend wurde der eine Asteroid dabei vollkommen zerstört, während von dem anderen  Asteroiden noch ein recht großes, beschädigtes Teil übrig blieb, sichtbar als Kern vonP/2010 A2. Strahlungsdruck und Sonnenwind formten aus den kleineren Trümmerteilen einen Schweif.

Die meisten Astronomen davon aus, daß es im Asteroidengürtel recht häufig zu Kollisionen kommt. Noch nie zuvor wurde aber ein solcher Vorgang direkt beobachtet.

Asteroiden und Kometen sind Überreste der protoplanetaren Scheibe aus der die Planeten unseres Sonnensystems entstanden sind. 

Vor über 4 1/2 Milliarden Jahren zog sich eine interstellare Gas- und Staubwolke unter dem Einfluß ihrer eigenen Schwerkraft zusammen und begann dabei zu rotieren. Wegen der Erhaltung des Drehimpulses wurde sie dabei immer schneller (wie eine sich drehende Eisläuferin, die ihre Arme anzieht)und flachte zu einer Scheibe ab. Im Zentrum nahmen Dichte und Temperatur immer mehr zu bis Kernfusionsprozesse zündeten und eine Stern entstand. Die Scheibe kühlte von außen nach innen langsam ab, so daß Kondensationvorgänge einsetzten, wobei die vielen Staubteilchen als Kondensationskerne wirkten. Langsam wuchsen die ersten Planetesimale heran, mit Durchmessern von bis zu einigen Kilometern.In Abhängigkeit der von innen nach außen abnehmenden Temperatur der Scheibe kondensierten im inneren, heißen Bereich vorwiegend metallische Teilchen, dann folgten die Silikate. Noch weiter außen, jenseits der sogenannten “Schneegrenze” überwogen dann ausgefrorene flüchtige Substanzen.

Die Planetesimale waren bald groß genug um weitere Material anzusammeln. Einige wuchsen zu Protoplaneten heran, viele Planetesimale wurden aber auch durch Kollisionen zertrümmert oder durch die Schwerkraft der Protoplaneten aus ihrer Bahn geworfen. Planetesimale aus der inneren Region der protoplanetaren Scheibe stürzten häufig in die Sonne, die meisten Planetesimale aus der äußeren Region sammelten sich aber in zwei  Ringen weit entfernt von der Sonne, dem Kuiper-Gürtel und noch weiter draußen in der Oortschen Wolke.

Jenseits der “Schneegrenze” entstanden die größten Protoplaneten, weil hier am meisten Kondensationsmaterie zur Verfügung steht.Diese konnten durch ihre starke Schwerkraft auch enorme Mengen flüchtiger Substanzen an sich binden. Es bildeten sich die Gasriesen, Planeten mit vergleichsweise kleinem festen Kern, umgeben von einer ungleich mächtigeren Innerhalb der „Schneegrenze“ kondensierten vorwiegend Silikate und Metalle zu deutlich kleineren Protoplaneten aus. Unter dem Bombardement der noch vorhandenen kleineren Planetesimale schmolzen die Protoplaneten auf, so daß eine innere Differenzierung stattfinden konnte. Es bildeten sich Felsplaneten mit einem Kern aus schwereren Metallen (vorwiegend Eisen und Nickel), die zur Mitte sanken und einem Mantel und der Kruste aus den leichteren Silikaten. Die dann noch übriggebliebenen felsigen Planetesimale sammelten sich in einem Asteroidengürtel.

Innerhalb des Kuipergürtels und der Oortschen Wolke kommt es immer wieder zu Nahbegegnungen der dort kreisenden Planetesimale, wodurch einige aus ihrer Bahn in das innere Sonnensystem gelenkt werden. 

Die Planetesimale des Kuipergürtels und der Oortschen Wolke erscheinen als Kometen, da sie ursprünglich jenseits der Schneegrenze entstanden sind und deshalb einen hohen Anteil gefrorener Substanzen enthalten, die sich bei der Annäherung an die Sonne verflüchtigen. 

Wie man heute weiß, ist unser Sonnensystem kein Einzelfall. Es wurden schon viele protoplanetare Scheiben in unterschiedlichen Entwicklungsstadien, hunderte Planeten und Analoga des Asteroiden- und Kuipergürtels bei anderen Sternen entdeckt. Die Bildung von Planeten ist also offensichtlich eine sehr häufige Begleiterscheinung bei der Sternentstehung.

Jens Christian Heuer

Quelle: http://hubblesite.org/

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Kategorien:Planetologie
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