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Kern des Riesenkometen vermessen

Bernardinelli-Bernstein ist größter und schwerster je beobachteter Komet

Bernardinelli-Bernstein
Hubble-Aufnahme des Kometen Bernardinelli-Bernstein, Modell der Koma und extrahierte Größe des Kometenkerns. © NASA, ESA, Man-To Hui (Macau University of Science and Technology), David Jewitt (UCLA), Alyssa Pagan (STScI)

Eisiger Gigant: Neue Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops bestätigen die enorme Größe des herannahenden Kometen Bernardinelli-Bernstein. Demnach hat der Kometenkern einen Durchmesser von 120 bis 137 Kilometer – er ist damit der mit Abstand größte je beobachtete Komet. Seine Masse könnte 450 Billionen Tonnen erreichen. Obwohl der Riesenkomet noch knapp drei Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt ist, verliert sein Kern schon jetzt eine Tonne Material pro Sekunde durch Ausgasung, wie die Astronomen berichten.

Im Sommer 2021 entdeckten die beiden Astronomen Pedro Bernardinelli und Gary Bernstein durch Zufall ein fernes, schnell herannahendes Objekt im äußeren Sonnensystem – einen riesigen Kometen. Der C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) getaufte Komet war zu diesem Zeitpunkt noch fast 30 astronomische Einheiten entfernt und bewegt sich seither mit rund 35.000 Kilometern pro Sekunde in Richtung Sonne. Im Jahr 2031 wird der Komet knapp außerhalb der Saturnbahn seinen sonnennächsten Punkt erreichen. Der fernste Punkt seiner stark exzentrischen Bahn liegt in der Oortschen Wolke, gut ein halbes Lichtjahr von der Sonne entfernt.

Ungewöhnlich auch: Trotz seiner immer noch großen Entfernung von der Sonne ist Bernardinelli-Bernstein schon aktiv. Er besitzt bereits eine Koma, die kometentypische Hülle aus Staub und Gasen, die durch die wärmebedingte Ausgasung von Eis und anderen flüchtigen Substanzen entsteht. Genau dies machte es aber bislang schwer, die genaue Größe des Kometenkerns zu bestimmen – die Koma verdeckte die Sicht.

KOmetenkerne
Vergleich des Kometenkerns von C/2014 UN271 Bernardinelli-Bernstein (rechts) mit denen anderer großer Kometen. © NASA/ESA, Zena Levy (STScI)

119 bis 137 Kilometer großer Kern

Wie groß der Kern des Riesenkometen ist, haben nun Astronomen um Man-To Hui von der Macau Universität für Wissenschaft und Technologie mithilfe des Hubble-Weltraumteleskops ermittelt. Im Januar 2022 richteten sie dafür die hochauflösenden UVIS-Optik des Teleskops auf den zu diesem Zeitpunkt rund vier Bogensekunden kleinen Lichtpunkt des Kometen. Mithilfe spezieller Auswertungsprogramme gelang es ihnen dann, den hellen Schein der Koma vom Kometenkern zu trennen und so dessen Größe zu bestimmen.

Das Ergebnis: Je nach Größe der streuenden Staubkörner in der Koma ist der Kern von Bernardinelli-Bernstein 119 bis 137 Kilometer groß. „Damit können wir bestätigen, dass dieser Kometenkern größer ist als jeder andere zuvor vermessene Kern eines langperiodischen Kometen“, konstatieren die Astronomen. Kein anderer bekannter Komet im Sonnensystem hat je diese Größe erreicht. Der bisherige Rekordhalter, der 2002 entdeckte Komet C/2002 VQ94, hat einen Kern von rund 95 Kilometer Durchmesser.

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450 Billionen Tonnen schwer und dunkel wie Kohle

„Wir haben immer schon vermutet, dass dieser Komet riesig sein muss, weil er schon in so großer Entfernung so hell ist“, erklärt Koautor David Jewitt von der University of California in Los Angeles. „Jetzt haben wir dies bestätigt.“ Den Berechnungen der Astronomen zufolge hat Bernardinelli-Bernstein eine Masse von rund 450 Billionen Tonnen – das ist rund hunderttausend Mal mehr als die Masse der typischen Kometen, die in Sonnennähe passieren.

Obwohl der Riesenkomet zurzeit noch minus 210 Grad kalt und rund drei Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt ist, verliert er durch die Ausgasung flüchtiger Substanzen bereits große Mengen an Material. Hiu und sein Team ermittelten, dass der Massenverlust des Kometen bei rund tausend Kilogramm pro Sekunde liegt. Interessant auch: Obwohl Kometen vorwiegend aus Eis bestehen, scheint die Oberfläche von Bernardinelli-Bernstein dunkler zu sein als zunächst angenommen: „Er ist schwärzer als Kohle“, berichtet Jewitt.

Dort draußen sind noch viele eisige Riesen

Die Astronomen vermuten, dass der Riesenkomet nur einer der unzähligen eisigen Brocken ist, die seit der Frühzeit des Sonnensystems in der Oortschen Wolke um die Sonne kreisen. „Dieser Komet ist buchstäblich nur die Spitze des Eisbergs von vielen tausend Kometen, die sich außerhalb unserer Sicht in den fernen Außenbereichen unseres Sonnensystems verbergen“, sagt Jewitt. Nur ab und zu kommt es durch Turbulenzen dazu, das eines dieser Objekte aus der Bahn geworden und in Richtung Sonne geschleudert wird.

Auch Komet Bernardinelli-Bernstein gehört dazu. Der gut vier Milliarden Jahre alte Brocken folgt nun einer rund drei Milliarden Jahre dauernden und hochgradig exzentrischen Bahn um die Sonne, die bis zu 16.000 astronomische Einheiten weit hinaus reicht und an ihrem sonnennächsten Punkt noch rund 10,9 astronomische Einheiten weit außen liegt. Dieses Perihel knapp außerhalb der Bahn des Saturn wird der Komet im Jahr 2031 erreichen.

Modellen zufolge wurde der Großteil der Himmelskörper in der Oortschen Wolke einst näher an der Sonne gebildet, dann aber bei der Wanderung der großen Gasplanten nach außen katapultiert. Bis zu einem Drittel der Objekte in dieser fernen Hülle könnte sogar extrasolaren Ursprungs sein. (The Astrophysical Journal Letters, 2022; doi: 10.3847/2041-8213/ac626a)

Quelle: Space Science Telescope Institute, University of California Los Angeles

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