Update zu 2I/Borisov, dem ersten bekannten interstellaren Kometen

Fuzzy blauer Ball mit anderen Linien auf schwarzem Hintergrund.

Komet 21/Borisov aus Sicht des Hubble-Weltraumteleskops. Die Streifen sind Hintergrundsterne. Bild via NASA/ ESA/ K. Meech (University of Hawaii)/ D. Jewitt (UCLA)/Hubblesite.


Letztes Jahr, Komet21 / Borisovwurde das zweite bekannte interstellare Objekt – und das erste bestätigte interstellareKomet– nach der Entstehung durch unser Sonnensystem zu gehenirgendwo andersin unserer Galaxie. Anfangs schien es Kometen in unserem eigenen Sonnensystem zu ähneln. Jetzt haben Wissenschaftler, die seine Zusammensetzung mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) haben festgestellt, dass 21/Borisov auch einige auffällige Unterschiede aufweist. Es wurde festgestellt, dass Borisov viel mehr enthältKohlenmonoxidals die Kometen unseres Sonnensystems, was darauf hindeutet, dass er von einem Stern stammt, der deutlich kühler ist als unsere Sonne … aroter Zwerg.

Forscherveröffentlichtdas Neuestepeer-reviewedErkenntnisse in der ZeitschriftNaturastronomieam 20.04.2020.


Der Spektrograph der kosmischen Ursprünge (ETWAS) auf Hubble beobachtete den Kometen viermal, vom 11. Dezember 2019 bis zum 13. Januar 2020. Auf diese Weise konnten die Forscher untersuchen, wie sich die Zusammensetzung des Kometen veränderte, wenn er sich der Sonne näherte. Borisov enthielt Kohlenmonoxid, Sauerstoff und Wasser, nichts Überraschendes. Aber dann bemerkten sie etwas Ungewöhnliches; der KometEssen, die große Gaswolke, die den Kern umgibt und Kometen verschwommen erscheinen lässt, enthielt viel mehr Kohlenmonoxid als erwartet. Tatsächlich gab es 50% mehr Kohlenmonoxid als Wasserdampf. Das ist dreimal so viel wie bei jedem anderen Kometen, der in unserem inneren Sonnensystem beobachtet wurde. Die Wassermessung zum Vergleich wurde von NASAsNeil Gehrels Swift-Observatorium.

Dennis Bodewitsvon der Auburn University in Alabama, die das Forschungsteam leitete, sagte in aStellungnahme:

Die Menge an Kohlenmonoxid nahm nicht wie erwartet ab, als der Komet von der Sonne zurücktrat. Dies bedeutet, dass wir die primitiven Schichten des Kometen sehen, die wirklich widerspiegeln, woraus dieses Objekt besteht. Aufgrund des Überflusses an Kohlenmonoxid-Eis, das so nah an der Sonne überlebt hat, glauben wir, dass der Komet Borisov von einem viel kälteren Ort und von einer ganz anderen Trümmerscheibe um einen Stern als unserer stammt.




Jian-Yang Li, Senior Scientist am Planetary Science Institute (PSI),genannt:

Die größte Neuigkeit ist wahrscheinlich die erste Messung der CO-Zusammensetzung in einer Probe eines anderen Sterns. Dies war aufgrund der enormen Entfernung zu einem anderen Planetensystem und der extremen Schwäche dieser kleinen Objekte um andere Sterne nie möglich. Angesichts der Häufigkeit neuer Entdeckungen solcher interstellarer Objekte – zwei in nur zwei Jahren – und dank des Fortschritts von Teleskopen und Vermessungstechniken können wir in naher Zukunft immer mehr solcher Objekte erwarten, die entdeckt und charakterisiert werden. Dieser Komet könnte den Beginn einer neuen Ära in der Erforschung der extrasolaren Planetenentstehung darstellen.

Kathleen Mandt, ein Planetenwissenschaftler vom Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL) und ein weiterer Studienautor, fügte hinzu:

Wir untersuchen hier seit Jahrzehnten die Zusammensetzung von Kometen und nutzen diese Informationen, um zu verstehen, wie sich Planeten in unserem Sonnensystem gebildet und entwickelt haben. Die Messung der Zusammensetzung eines Kometen aus einem anderen Planetensystem war eine Gelegenheit, die wir uns nicht entgehen lassen konnten! Auch wenn die Zusammensetzung der Kometen in unserem Sonnensystem von Komet zu Komet stark variieren kann, haben wir noch nie einen Kometen so nah an der Sonne mit so viel Kohlenmonoxid im Vergleich zu Wasser gesehen.


Zwei kleine, verschwommene blaue Kugeln mit Textanmerkungen auf schwarzem Hintergrund.

Zwei separate Bilder des Kometen 21/Borisov vom Hubble-Weltraumteleskop. Bild über NASA/ ESA/ D. Jewitt (UCLA)/JHUAPL.

Was bedeutet das alles?

Kohlenmonoxid-Eis ist flüchtiger als Wassereis, daher braucht es nicht viel Wärme, um es aus dem Kern eines Kometen freizusetzen. In unserem Sonnensystem kann dieses Eis in einer Entfernung von 11 Milliarden Meilen – doppelt so weit wie Pluto – von der Sonne in den Weltraum sublimieren. Wassereis wird dies jedoch erst tun, wenn ein Komet etwa 200 Millionen Meilen von der Sonne entfernt ist. Das ist ungefähr der Abstand des inneren Randes des Hauptasteroidengürtels zwischen Mars und Jupiter.

Daher ist die Ausgasungsrate von Wassereis aus einem Kometen normalerweise viel höher als die von Kohlenmonoxid, wenn der Komet das innere Sonnensystem erreicht. Aber bei Borisov war es das Gegenteil. Laut Bodewits:


Was Hubble im Kometen Borisov gemessen hat, ist keine Eigenschaft der meisten Kometen des Sonnensystems. Aus diesem Grund stach der Komet Borisov für uns heraus, weil wir argumentierten, dass Borisov wahrscheinlich ein Vertreter des Sternensystems ist, aus dem er stammt.

Um dies zu erklären, vermuten die Wissenschaftler, dass Borisov aus einer kohlenstoffreichen Scheibe aus eisigen Trümmern stammt, die einen Roten Zwergstern umkreist. Der Komet hätte seine Reise viel kälter angetreten als Kometen in unserem Sonnensystem, da rote Zwergsterne, die in der Galaxie am häufigsten vorkommen, viel kühler sind als unsere Sonne. Laut DoktorandJohn Noonandes Lunar and Planetary Laboratory (LPL) der University of Arizona, Tucson:

Diese Sterne haben genau die niedrigen Temperaturen und Helligkeiten, bei denen sich ein Komet mit der Zusammensetzung des Kometen Borisov bilden könnte.

Heller rötlicher Stern mit drei nahegelegenen Planeten und anderen Sternen im Hintergrund.

Künstlerisches Konzept eines Roten Zwergsterns mit drei Planeten. Eine neue Analyse der Zusammensetzung des interstellaren Kometen 21/Borisov legt nahe, dass er von einer planetarischen Formationsscheibe um einen Roten Zwerg stammt. Bild über NASA/ JPL-Caltech/JHUAPL.

Bodewits sagte:

Borisovs großer Reichtum an Kohlenmonoxid deutet darauf hin, dass es aus einer Planetenbildungsregion stammt, die ganz andere chemische Eigenschaften aufweist als die Scheibe, aus der unser Sonnensystem entstanden ist. Der Ursprung und die Entstehung unserer eigenen Kometen sind nicht gut verstanden. Wir hoffen, dass der Unterschied zwischen Kometen des Sonnensystems und zukünftigen Objekten wie diesem uns helfen wird, die Entstehung und Evolution von Kometen besser zu untersuchen.

Li sagte auch:

Der hohe CO-Gehalt ist ein Hinweis darauf, dass es von einem sehr kalten Ort stammt, entweder extrem weit von seinem Wirtsstern entfernt oder von einem relativ kalten Stern. Wir glauben, dass es eher der letztere Fall ist – er stammt von einem kalten Roten Zwerg, weil es in unserer Milchstraße weit mehr Rote Zwerge gibt als andere heißere Sterne. Wir sind jedoch noch weit davon entfernt, genau zu sagen, was um seinen Wirtsstern herum passiert, als sich dort Planeten bildeten.

Wenn Borisov also von einem roten Zwergstern abstammt, wie ist er dann entkommen?

Dünne farbige Ringe mit einer langen flachen hyperbolischen Linie, die den Weg des Kometen darstellt, mit Textanmerkungen auf schwarzem Hintergrund.

2I/Borisovs Umlaufbahn. Das „2I“ steht für „2nd interstellar“. Mit anderen Worten, dies ist nur das zweite Objekt aus einem fernen Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass es an unserer Sonne vorbeigeflogen ist. Sein Perihel – oder der sonnennächste Punkt – liegt knapp außerhalb der Umlaufbahn des Mars. Bild überWikimedia CommonsBenutzer Drbogdan/NASA.

Es könnte von einem großen Gasriesenplaneten gravitativ ausgestoßen worden sein, ähnlich wie Jupiter mit seiner starken Gravitation die Flugbahnen von Kometen und Asteroiden in unserem Sonnensystem verändert hat. Bodewits sagte:

Wenn ein Planet von der Größe eines Jupiter nach innen wandert, könnte er viele dieser Kometen herausschleudern.

Borisov wurde erstmals am 30. August 2019 von einem Amateurastronomen und Kometenjäger gesehenGennadij Borisovauf der Krim. Hubble und andere Teleskope haben es seitdem beobachtet, und es wird schließlich das Sonnensystem verlassen und in den Weltraum zurückkehren.

Die Möglichkeit, einen Kometen aus einem anderen Sonnensystem zu untersuchen, wird Wissenschaftlern helfen, mehr über die Bedingungen und Prozesse zu erfahren, bei denen Exoplaneten entstehen. Laut Li:

Bisher haben wir Tausende extrasolarer Planeten um andere Sterne herum entdeckt, aber wir wissen nichts über die Entstehungsbedingungen und Prozesse. Dieser Komet ist die erste Probe von einem anderen Stern, deren Zusammensetzung wir direkt messen können, um daraus abzuleiten, was passiert, wenn sich Planeten um einen anderen Stern bilden. Es ist jedoch noch zu weit davon entfernt, genau zu wissen, was während des Planetenentstehungsprozesses um andere Sterne aus dieser einen einzigen Probe passiert ist.

Lächelnder Mann im Anzug auf blauem Hintergrund.

Dennis Bodewits von der Auburn University, der die neue Studie zum Kometen 21/Borisov leitete. Bild überAuburn University.

Obwohl Borisov der erste interstellare Komet ist, der jemals entdeckt wurde, ist es tatsächlich das zweite interstellare Objekt, von dem bekannt ist, dass es in unser Sonnensystem eingedrungen ist. Der erste war'Zuerst, die 2017 durch das innere Sonnensystem reiste, bevor sie das Sonnensystem wieder verließ. Dieses Objekt hatte jedoch nicht die Eigenschaften typischer Kometen, und die intensive Debatte darüber, was es war, dauert noch an. Die neuesten Theorien deuten darauf hin, dass es entwederfelsscherbevon einem Planeten oder einem anderen großen Objekt, das zerstört wurde, oder vielleicht einem „kosmischer Staubhase. '

Die Hubble-Beobachtungen von Borisov waren eine einzigartige und aufregende Gelegenheit, etwas noch nie zuvor Gesehenes zu studieren, einen Kometen aus einem anderen Sonnensystem. Wenn es einen gibt, dann warten wahrscheinlich noch mehr darauf, entdeckt zu werden, da ihre Reise sie vorübergehend in die Nähe ihrer Heimat bringt.

Fazit: Eine neue Studie des interstellaren Kometen 21/Borisov legt nahe, dass er von einer planetarischen Formationsscheibe um einen Roten Zwergstern stammt.

Quelle: Der kohlenmonoxidreiche interstellare Komet 2I/Borisov

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