Nach derzeit acht Seiten(!) mit Themen im Beobachterforum Planeten und Sonnensystem in den zwei Wochen "seit Holmes" (zugegebenermaßen durchsetzt mit dem einen oder anderen Marsbild [8D]) dachte ich mir: Wie wäre es eigentlich mal mit einem passenden Rahmen für die vielen großartigen Bilder hier im Forum? In Versuch eines solchen sei hiermit gegeben.
Spektakuläre Kometen sind üblicherweise Überraschungsbesucher, die erst kurz zuvor entdeckt wurden und die man das erste Mal auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne beobachtet. So geschehen mit dem Kometen C/2006 P1 McNaught im Januar diesen Jahres, den man wohl zu den beeindruckendsten Kometen unserer Zeit überhaupt zählen darf, auch wenn die Bewohner der Südhalbkugel viel mehr Freude an seinem auf bis zu 45° aufgefächerten Schweif hatten. Bei den altbekannten Vertretern der Spezies Komet - meist kurzperiodische Kometen mit einer Umlaufdauer von weniger als 200 Jahren - weiß man was man zu erwarten hat: Helligkeiten, die nur selten eine Sichtung mit dem bloßen Auge gestatten, und dann vielleicht noch das Verteilen von Staubpartikeln auf einer Umlaufbahn, die die Erdbahn kreuzt und uns damit die eine oder andere Sternschnuppe beschert.
Daß aber auch die üblichen Verdächtigen unter den Kometen unberechenbar sein können, zeigt das Beispiel des Kometen 17/P Holmes. Der Nomenklatur nach Komet Nr. 17 in der Liste der kurzperiodischen Kometen, wurde er am 6. November des Jahres 1892 von seinem Namensgeber Edwin Holmes als heller Fleck in der Nähe der Andromedagalaxie M31 entdeckt. Nach seiner Entdeckung war der Komet über mehrere Wochen problemlos mit bloßem Auge sichtbar. Schnell zeigte sich aber, daß dies offenbar einem Helligkeitsausbruch zu verdanken war, denn der Komet erreichte nach ersten Bahnberechnungen nur eine minimale Distanz von knapp 2 Astronomischen Einheiten zur Sonne und hatte sein Perihel auch schon einige Monate zuvor durchlaufen, war also bereits auf dem Rückweg. Tatsächlich sank die Helligkeit dann auch bald darauf wieder auf etwa 10 Magnituden ab. Im Januar des folgenden Jahres steigerte sie sich noch einmal kurzfristig auf die 8. Größenklasse, anscheinend eine Nachwehe des ersten Ausbruchs. Bei seiner Wiederkehr im Jahr 1899 blieb der Komet dagegen ein Objekt 16. Größenklasse, so wie man es seinen Bahndaten nach auch erwarten würde. Genauso verhielt es sich auch einen Umlauf später, im Jahr 1906. Danach verschwand 17/P Holmes sogar vollständig von der Bildfläche. Erst 1964 wurde er wiederentdeckt, nachdem zuvor eine computerbasierte Neuberechnung der Umlaufbahn unter Berücksichtigung aller Störeinflüsse anderer Körper im Sonnensystem vorgenommen wurde. Mithilfe von Gary W. Kronk's Cometography kann man ausführlicher in der Historie von 17/P Holmes stöbern (http://cometography.com/pcomets/017p.html).
Komet Holmes am 10. November 1892, aufgenommen von E.E. Barnard höchstpersönlich. (aus <i>ApJ</i>, <b>3</b>, 41, 1896)
Seitdem steht Komet Holmes unter regelmäßiger Beobachtung, er ist - bzw. war - dabei allerdings eher ein Objekt für Profi-Kometenbeobachter, die größere Öffnungen zur Verfügung haben. Kein Wunder bei einer Umlaufbahn, mit einer Periheldistanz von knapp 2.1 AE. Anfang Mai diesen Jahres hat er diesen Punkt das letzte Mal passiert und erreichte dabei eine Helligkeit von knapp 14 Magnituden. Kein Wunder also, daß nur hartnäckige Kometenfreaks sich seiner überhaupt widmeten. Schon lange wieder auf dem Rückweg in die Tiefen des Sonnensystems, sollte dann aber ähnliches passieren wie das Ereignis, das 1892 zu seiner Entdeckung geführt hat. Am 24. Oktober erlebten Kometenbeobachter rund um den Globus live, wie die Helligkeit des Kometen innerhalb von 24 Stunden um gut 14 Größenklassen auf 2.8 Magnituden anstieg. Mithilfe von Internetforen, Mailinglisten und Newsgroups war die Astronomencommunity schnell alarmiert, und die Beobachter legten sich auf die Lauer. Im Laufe des nächsten Tages steigerte sich die Helligkeit noch einmal, auf etwa 2.3 Magnituden. Gleichzeitig wurde eine Koma, die den eigentlichen Kometenkern wie eine Wolke umgibt, sichtbar.
Ab dann ging es Schlag auf Schlag, jede Wolkenlücke wurde genutzt um neue Aufnahmen des Kometen zu schießen, dessen Koma sich rasant ausdehnte. Innerhalb weniger Tage wuchs die kugelförmige Koma auf mehrere Bogenminuten Durchmesser an, bald wurde auch ein feiner bläulich schimmernder Halo darumherum sichtbar. Der innerste Bereich der Koma eines Kometen bildet den sogenannten False Nucleus: Eingebettet in dichtes und daher hell leuchtendes, aber undurchsichtiges Gas ist der wahre Kometenkern selber nicht zu erkennen. Mit den Finessen der Bildbearbeitung ließen sich nun ab den letzten Oktobertagen streamerartige Strukturen ausgehend vom False Nucleus ausmachen, die die Koma mit Gasnachschub versorgen. Gleichzeitig zeigten sich erste Ansätze eines faserigen und breit gefächerten Ionenschweifs, bestehend aus Material der Koma, das der Sonnenwind ionisiert und mit sich fortreißt.
Damit nimmt Komet Holmes - abgesehen von der übermäßig großen Koma - nun endlich langsam ein Aussehen an, wie man sich einen Kometen eben vorstellt, als klassischen Schweifstern. Schauen wir mal ein wenig hinter die Kulissen eines solchen "schmutzigen Schneeballs", der in Sonnennähe verdampft: Da haben wir zunächst den Kern, ein Brocken aus Schnee und Eis, vermengt mit jeder Menge Staub. Daß die Staubanteile dabei sogar überwiegen, zeigte der Einschlag des Projektils der Raumsonde Deep Impact auf dem Kometen Tempel 1. So ein Kometenkern ist üblicherweise einige wenige Kilometer groß, 3 1/2 km Durchmesser werden für 17/P Holmes angegeben. Als Faustregel gilt, daß Kometen in etwa beim Kreuzen der Jupiterbahn, also im Abstand von grob 5 Astronomischen Einheiten von der Sonne, anfangen, eine Koma auszubilden. Sie entsteht, wenn einzelne Partikel von der Oberfläche des Kometen unter Einwirkung der Sonneneinstrahlung gerissen werden. Das sind zum einen leichtere Gase und einfache Moleküle, zum anderen Staubteilchen. Effektiv verbleiben jedoch mehr der größeren Staubpartikel auf der Oberfläche des Kometen, so daß dieser im Laufe der Zeit eine recht fest Kruste bekommen kann. Die leichteren Teilchen der Koma bieten dem Sonnenwind eine gute Angriffsfläche: Sie werden ionisiert, zum Leuchten angeregt und schließlich ganz vom Kometen selber fortgerissen. So bildet sich der Plasma- oder Ionenschweif eines Kometen, der immer räumlich von der Sonne wegzeigt. Die schwereren Staubpartikel lassen sich ebenfalls irgendwann vom Strahlungsdruck aus der Koma fortreisen, werden aber zusätzlich von der Schwerkraft der Sonne beeinflußt, so daß der Staubschweif sein typisches gebogenes Aussehen erhält. Einen solchen Staubschweif hat Komet Holmes bislang nicht vorzuweisen.
Kometenschweife bilden sich normalerweise erst innerhalb der Marsbahn, also ab etwa 1.5 AE Entfernung zur Sonne, so daß man von Komet Holmes eigentlich gar keinen Schweif erwarten würde. Aber schon seine helle und riesige Koma verdanken wir einem außergewöhnlichen Ereignis. Doch was genau war nun eigentlich die Ursache für den plötzlichen Helligkeitsausbruch? Ganz offensichtlich wurde jede Menge frisches Material freigesetzt, das sich nun in der Koma befindet. Die recht neutrale weißlich-gelbe Farbe der Koma deutet an, daß hauptsächlich Sonnenlicht an Staubpartikeln reflektiert wird, spektroskopische Untersuchungen haben das inzwischen bestätigt. Natürlich läßt sich aber auch die Gaskomponente nachweisen. Um die Entstehung der Staubwolke zu erklären, gibt es mehrere Szenarien: So könnte ein kleinerer Körper auf dem Kometenkern eingeschlagen sein und das Material der Oberfläche wäre in einer Explosion hochgeschleudert worden, ähnlich wie beim Einschlag des Testkörpers von Deep Impact auf Tempel 1. Viel wahrscheinlicher ist dagegen, daß ohne äußere Einflüsse ein Teil der krustigen Oberfläche des Kometen weggebrochen ist, oder daß er sogar in mehrere Teile zerbrochen ist. Man kann allerdings bislang keine Bruchstücke ausmachen, wie das im Mai 2006 der Fall war, als man das "Zerbröseln" des Kometen Schwassmann-Wachmann 3 mitverfolgen konnte.
Komet 17/P Holmes im Ausbruch - auch nun, wo die Helligkeit langsam beginnt abzuklingen - ist ein dankbares Objekt für Bewohner der Nordhalbkugel. Während der nächsten Tage passiert er langsam den Sternhaufen um α Persei, in den kommenden Monaten wird er dann eine Schleife im Sternbild Perseus ziehen, wobei er Mitte Januar auch nahe Algol vorbeikommen wird. Ob er dann aber immer noch ein so helles und auffälliges Objekt sein wird, ist stark zu bezweifeln, bedenkt man den recht schnellen Abfall der Helligkeit während des Ausbruchs 1892. Wenn man sich später noch auf die Suche machen möchte, auch wenn Holmes für das bloße Auge wieder unsichtbar geworden ist: Aktuelle Ephemeriden in beliebiger Zeitauflösung liefert zum Beispiel das Horizons-Tool der NASA unter http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi . Natürlich nicht nur für Komet Holmes, sondern für alle Objekte des Sonnensystems, seien es die Planeten, oder eben Asteroiden und Kometen.
Der Übergang vom Kometen zum Asteroiden scheint übrigens mehr oder weniger nahtlos zu sein, Objekte wie 3200 Phaeton oder 2060 bzw 95/P Chiron ziehen schweifartige Staubwolken hinter sich her oder sind in eine leichte Koma gehüllt. So mancher "erloschene" Komet, dem seine flüchtigen Bestandteile längst abhandengekommen sind, so daß nur noch wenig Eis unter einer dicken Staubkruste übriggeblieben ist, mag daher heute als Asteroid seine Bahn um die Sonne ziehen. Daß Komet Holmes im Normalzustand nur eine sehr schwache Koma zeigt, deutet an, daß die Staubschicht auf der Oberfläche des Kometenkerns bereits recht dick ist.
Im Oktober 2010 wird 17/P Holmes mit 5.2 AE den sonnenfernsten Punkt seiner Bahn erreichen. Damit bleibt er ständig zwischen Mars und Jupiter eingeklemmt, allerdings mit einer Bahnneigung von 19° gegen die Ekliptik. Die Bahndaten bleiben allerdings nicht langfristig konstant, da der Komet ständig durch Jupiter umgelenkt wird. Bei der NASA, unter http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.c…mes;orb=1;cov=0;log=0#orb kann man nicht nur die Umlaufbahn im Sonnensystem in einer interaktiven Grafik nachvollziehen, dort bekommt man auch ständig aktualisierte Bahnparameter.
Komet Holmes war bislang zweimal für eine Überraschung gut. Es lohnt sich also, ihn - und genauso seine Kameraden - im Auge zu behalten. Von daher: To be continued...
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*In der Wissenschaft faßt ein Review-Artikel den Stand der Dinge zu einem bestimmten Themengebiet zusammen, ohne dabei zu sehr ins Detail zu gehen; dafür eher mit dem Anspruch auch als Einführung in das Thema in Frage zu kommen.
