Wie viele andere Himmelskörper drehen sich viele Kometen um sich selbst. Doch diese Rotation bleibt nicht immer gleich. Astronomen haben einen kleinen Kometen entdeckt, dessen Rotation sich komplett umgekehrt hat – er kreist heute andersherum als vor seiner letzten Sonnenpassage, wie Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops belegen. Es ist das erste Mal, dass eine solche Rotationsumkehr bei einem Kometen nachgewiesen wurde. Ursache dieser Umkehr sind wahrscheinlich heftige Ausgasungen, die den nur rund 500 Meter großen Kometenkern erst abbremsten, dann in die andere Richtung drehten, wie das Team berichtet.
Viele Kometen und auch einige eisreichen Asteroiden des inneren Sonnensystems stammen ursprünglich aus dem Kuipergürtel – einer von Zwergplaneten und anderen eisreichen Objekten bevölkerten Zone jenseits der Neptunbahn. Durch Kollisionen oder Schwerkrafteinflüsse naher Sterne geraten dort immer wieder Brocken aus ihrer Bahn und gelangen so erst ins äußere, dann auch ins innere Sonnensystem. Einer dieser Brocken ist der Komet 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák. Dieser kurzperiodische Komet wurde wahrscheinlich vor rund 1500 Jahren in seine heutige Bahn gebracht. In ihr bewegt er sich im Verlauf von 5,4 Jahren zwischen seinem sonnennächsten Punkt knapp außerhalb der Erdbahn und seinem sonnenfernsten Punkt knapp innerhalb der Jupiterbahn. 41P gehört damit zur sogenannten Jupiterfamilie der Kometen und wurde schon 1858 entdeckt.
Erst langsam, dann wieder schneller
Im Jahr 2017 war der Komet 41P besonders gut zu beobachten, als er am 12. April 2017 seinen sonnennächsten Punkt passierte und deutliche Ausgasungen sichtbar wurden. Zahlreiche Teleskope nahmen den Kometen in dieser Zeit ins Visier, darunter auch das Swift- Weltraumteleskop der NASA. Dabei stellten Astronomen fest, dass sich die Rotation des Kometen dramatisch verlangsamte. „Die Rotationsperiode verlängerte sich innerhalb der zwei Monate der Perihelpassage um das mehr als Zweifache, von 20 Stunden auf rund 53 Stunden, berichtet David Jewitt von der University of California in Los Angeles. Warum, blieb damals ungeklärt. Deshalb hat Jewitt im Archiv des Hubble-Teleskops nach weiteren Aufnahmen des 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák aus der Zeit nach seinem Periheldurchgang gesucht – und wurde fündig.
„Wir haben unveröffentlichte Beobachtungen gefunden, die eine anhaltende weitere Entwicklung der Rotationsperiode nach dem Perihel zeigen“, berichtet der Astronom. Diese Aufnahmen enthüllten, dass sich die Rotation des Kometen 41P nach Passage des sonnennächsten Punkts zunächst weiter verlangsamte. Im Dezember 2017 jedoch hatte sich dies erneut geändert: Nun drehte sich der Kometenkern plötzlich wieder schneller – aber in umgekehrter Richtung. Er rotierte nun mit einer Periode von rund 14 Stunden, wie Jewitt ermittelte. Eine solche Rotationsumkehr ist bei einem Kometen noch nie zuvor nachgewiesen worden. Doch was löste sie aus?
Durch Ausgasungen zur Umkehr gebracht
Eine Antwort auf diese Frage lieferten die verstärkten Ausgasungen aus der Kometenoberfläche rund um sein Perihel: „Strahlen ausströmenden Gases auf der Oberfläche können wie kleine Triebwerke wirken“, sagt Jewitt. „Wenn diese Strahlen ungleichmäßig verteilt sind, können sie die Rotation eines Kometen – besonders eines kleinen – dramatisch verändern.“ Als sich der ohnehin eher kleine Komet im Frühjahr 2017 seinem sonnennächsten Punkt näherte, bremsten die asymmetrischen Ausgasungen seine Rotation zunächst ab, brachten ihn fast zum Stillstand und zwangen ihn dann in die andere Richtung. „Das ist, als würde man ein Karussell anschieben“, erklärt Jewitt. „Wenn es sich in eine Richtung dreht und man dann dagegen drückt, kann man es abbremsen und sogar umkehren.“
Die Hubble-Daten verrieten auch, warum der Komet sich durch seine Ausgasungen so einfach umkehren ließ: „Aus der Hubble-Photometrie und nichtgravitationellen Beschleunigungsmessungen ergibt sich eine diminutive Größe des Kometenkerns mit einem Radius von nur rund 500 Metern“, berichtet Jewitt. Das ist für einen Kometen sehr klein und macht ihn anfällig gegenüber den Auslenkeffekten seiner starken Ausgasungen. Das könnte 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák auch bald zum Verhängnis werden. Denn auch wenn sein Orbit um die Sonne noch tausend Jahre stabil bleiben könnte, wird der Komet wahrscheinlich schon früher zerbrechen. Modellierungen auf Basis der gemessenen Drehmomente und Massenverlustraten deuten darauf hin, die durch seine schneller werdende Rotation entstehenden Fliehkräfte den Kometenkern bald zerreißen könnten.“ Ich erwarte, dass sich dieser Kern sehr schnell selbst zerstören wird“, sagt Jewitt. Konkret ermittelte er eine Rest-Lebensdauer von rund 25 Jahren – das entspricht rund fünf Orbits.
Quelle: David Jewitt (University of California, Los Angeles), The Astronomical Journal, doi: 10.3847/1538-3881/ae4355
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