Wo Schweifsterne Staub spucken

Wissenschaftler bestimmen die aktiven Regionen auf der Oberfläche von Kometen

Komet Tempel 1
Komet Tempel 1

Katlenburg-Lindau - Kometen sind gefährliche Forschungsobjekte - zumindest aus der Nähe. Denn die winzigen Staubteilchen, die von den aktiven Regionen auf der Oberfläche ins All strömen, können Raumsonden beschädigen. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im niedersächsischen Katlenburg-Lindau haben jetzt ein Computermodell entwickelt, das diese Regionen an Hand von bodengebundenen Aufnahmen lokalisiert. Das neue Verfahren könnte helfen, eine sichere Flugroute für Rosetta zu berechnen; die ESA-Raumsonde soll 2014 am Kometen Churyumov-Gerasimenko ankommen.

"Aufnahmen, die wir von der Erde aus gewinnen, zeigen den Kometen und seine Strahlen auf eine zweidimensionale Fläche projiziert", sagt Hermann Böhnhardt vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Wo genau Staub und Gase ihren Ursprung haben, lässt sich deshalb nicht ohne weiteres bestimmen.

Um dennoch den aktiven Regionen auf die Schliche zu kommen, wählten die Forscher einen indirekten Zugang, der erstmals auch die dreidimensionale Gestalt des Kometenkerns berücksichtigt. "Bisher wurden Kometen zu diesem Zweck vereinfachend als Kugeln oder Ellipsoide modelliert", erklärt Jean-Baptiste Vincent vom Lindauer Max-Planck-Institut. Der oftmals bizarren Form dieser schmutzigen Schneebälle wird dies bei vielen Anwendungen nicht gerecht.

Die Forscher entschieden sich deshalb, wenn möglich an dieser Stelle auf ein Standardverfahren zurückzugreifen: Beobachtet man einen Kometen während seiner gesamten Umdrehungsperiode durchs Teleskop, lässt die Veränderung seiner Leuchtkraft Rückschlüsse auf die Form des Kerns zu.

In einem nächsten Schritt fütterten die Forscher ihr Programm mit einer Anfangsvermutung darüber, wo sich die aktiven Regionen befinden. Zudem machten sie, basierend auf bisherigen Erkenntnissen, Annahmen über einige physikalische Parameter der Staubteilchen wie Größe und Startgeschwindigkeit beim Verlassen der Kernoberfläche. Als Ergebnis liefert die Computersimulation ein Bild, wie es ein Teleskop von der Erde aus aufnehmen würde. Durch Vergleich mit dem echten Blick durchs Fernrohr lassen sich dann die modellierten Bilder immer weiter verfeinern, bis Simulation und echte Aufnahme übereinstimmen.