Der Eisriese kommt: Ein riesiger Komet aus der Oortschen Wolke

Ein Komet ist wie ein einsamer Gläubiger auf einer Pilgerreise, der sich langsam und in seinem eigenen Tempo in Richtung des heiligen Landes der Sonne bewegt, selbst wenn es ihn das Leben kostet. Eine Pilgerreise kann von wenigen Jahren bis zu Zehntausenden von Jahren dauern, doch die Pilger, die wir heute vorstellen, sind schon seit Millionen von Jahren unterwegs!

Künstlerische Darstellung des Kometen C/2014 UN271 im äußeren Sonnensystem

Bildquelle: NOIRLab / NSF / AURA / J. da Silva

Im August 2013 startete das 4-Meter-Blanco-Teleskop am Panamerikanischen Observatorium am Cerro Tololo in Chile ein ehrgeiziges Projekt – die Dark Energy Survey (DES). Kürzlich entdeckten die Astronomen Pedro Bernardinelli und Gary Bernstein von der University of Pennsylvania bei der Auswertung von Himmelsdurchmusterungsdaten aus den Jahren 2013 bis 2019 zufällig mehr als 800 Eisobjekte jenseits der Umlaufbahn des Neptun. Einer davon war besonders groß und auffällig.

Kurz nach der Entdeckung organisierten Astronomen sofort Folgebeobachtungen mit Teleskopen in Südafrika, Namibia und anderen Orten. Im Juni dieses Jahres wurde die Komastruktur des Objekts im erdnahen Weltraum beobachtet, was bestätigte, dass es sich um einen aktiven Kometen handelte. Da er erstmals im Oktober 2014 beobachtet wurde, erhielt er gemäß den Asteroiden-Benennungsregeln die Nummer 2014 UN271. Nach der Bestätigung wurde das Präfix „C/“ hinzugefügt, um einen Kometen anzuzeigen, und der Name des Entdeckers wurde gemäß der Konvention zur Benennung von Kometen angegeben. Der vollständige Name lautet C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) Komet.

Bildbeobachtungen des Kometen C/2014 UN271 vom Las Cambres Observatorium

Im weiten Sternenhimmel können Menschen Zehntausende Kometen beobachten. Der Grund, warum C/2014 UN271 bei Wissenschaftlern großes Interesse geweckt hat, liegt darin, dass er zwei Rekorde im derzeitigen menschlichen Verständnis von Kometen bricht.

Der größte

Die Entdecker schätzen, dass der aus Eis und Staub bestehende Kern von C/2014 UN271 etwa 100 bis 200 Kilometer groß ist, was fast der Größe eines Zwergplaneten entspricht. Zum Vergleich: Der Kern von Hale-Bopp, dem großen Kometen des Jahrhunderts, der 1997 über den Nachthimmel der nördlichen Hemisphäre zog, war nur etwa 40 Kilometer groß. Daher ist C/2014 UN271 ein wahrer „Big Mac“. Gleichzeitig wird die Masse des Kometen C/2014 UN271 auf über 10 Billionen Tonnen geschätzt, was etwa dem 1.000-fachen der durchschnittlichen Masse eines gewöhnlichen Kometen entspricht. Daher ist C/2014 UN271 sowohl der größte jemals entdeckte Komet als auch das größte Objekt aus der Oortschen Wolke.

Die längste Erkennungsdistanz

Bei seiner ersten Beobachtung im Jahr 2014 war C/2014 UN271 etwa 29 AE (Astronomische Einheit, 1 AE sind etwa 150 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt, was ungefähr der Entfernung zwischen Neptun und der Sonne entspricht. Damit ist er auch der am weitesten entfernte Komet, der bisher entdeckt wurde. Der Grund, warum er aus so großer Entfernung beobachtet werden kann, hängt eng mit seiner enormen Größe und der möglichen Aktivität zusammen, die seine Helligkeit erhöht.

Der Komet ist derzeit etwa 19 AE von der Sonne entfernt. Im nächsten Jahrzehnt wird C/2014 UN271 in Richtung des inneren Sonnensystems fliegen. Das von ihm getragene Eis wird unter dem Einfluss der zunehmend stärkeren Sonneneinstrahlung einer verstärkten Sublimationsaktivität unterliegen, wodurch seine Helligkeit weiter zunimmt. Im Jahr 2031 wird der massereiche Komet sein Perihel – nahe der Umlaufbahn des Saturn – in etwa 10 AE Entfernung erreichen, bevor er seine Reise zurück zum kalten, dunklen Rand des Sonnensystems antritt.

Aus der Antike stammend

Eine weitere Besonderheit dieses Kometen ist, dass er aus der tiefen Oortschen Wolke stammt. Die Oortsche Wolke gilt als dichte Wolke, die das Sonnensystem umgibt und aus Urmaterie und Planetesimalen besteht. Sie erstreckt sich von eintausend AE bis zum Rand des Sonnensystems (etwa einhunderttausend AE). Das Aphel der Umlaufbahn von C/2014 UN271 liegt tief in der Oortschen Wolke, 40.000 AE entfernt. Seine Entfernung von der Sonne entspricht 15 % der Entfernung zwischen der Sonne und Proxima Centauri und ist damit mehr als 260-mal weiter als die derzeit am weitesten entfernte, von Menschenhand gebaute Raumsonde Voyager 1 (153 AE von der Sonne entfernt).

Aufbau des Sonnensystems und Entfernung der Oortschen Wolke zur Sonne ▏ Bildquelle: Wiki

Dieser ursprüngliche Riesenkomet, der eine interstellare Reise von mehr als 1,5 Millionen Jahren hinter sich hat und aus dem äußeren Sonnensystem stammt, wird uns wichtige Informationen über die frühe Geschichte des Sonnensystems und den Entstehungs- und Evolutionsprozess von Planetesimalen liefern. Die Aktivität, die es zeigt, lässt darauf schließen, dass es reaktivere Eisarten wie Kohlenmonoxid und Methan enthalten könnte. Im nächsten Jahrzehnt werden wir mit zunehmender Annäherung an die Sonne mehr und präzisere Beobachtungsdaten erhalten, ihre Zusammensetzung, Aktivität und physikalischen Eigenschaften erforschen und mehr über die am Rand des Sonnensystems verteilten Himmelskörper und Materialien erfahren.

Zukunftserkennung

C/2014 UN271 benötigt etwa 3 bis 5 Millionen Jahre, um eine vollständige Reise durch das Sonnensystem abzuschließen. Als er das letzte Mal zu diesem Planetensystem im Sonnensystem flog, befand sich der Mensch noch im Evolutionsprozess; und wir können nicht wissen, in welchem ​​Zustand sich die Menschen befinden werden, wenn es das nächste Mal zu Besuch kommt. Wie bei vielen langperiodischen Kometen, die aus der Oortschen Wolke kommen, könnte die Rückkehr von C/2014 UN271 die einzige Chance für die Menschheit sein, einen Blick auf ihn zu erhaschen.

Daher erwarten die Wissenschaftler auch, dass künstliche Raumfahrzeuge C/2014 UN271 vor und nach Erreichen seines Perihels aus nächster Nähe mit hoher Präzision erkennen können. Obwohl die Comet-Interceptor-Mission der ESA bestätigt hat, dass sie diesen Kometen nicht anvisieren wird, könnten Sonden, die zu Jupiter, Saturn und an den Rand des Sonnensystems unterwegs sind, aus geringerer Entfernung möglicherweise relevante Informationen über C/2014 UN271 erfassen. Die Wissenschaftler sind voller Erwartungen!

Über den Autor

Zhao Yuhui

Forscher am Planetary Science and Deep Space Exploration Laboratory, Purple Mountain Observatory, Chinesische Akademie der Wissenschaften. Zu seinen Forschungsgebieten gehören die Dynamik und Entstehungsmechanismen kleiner Körper im Sonnensystem, physikalische Eigenschaften, Aktivitätsmechanismen und die langfristige Entwicklung von Kometen usw.

Rotierender Chefredakteur: Wang Ying

Herausgeber: Wang Kechao