Der extrasolare Komet 3I/ATLAS überrascht Wissenschaftler mit Farbverschiebung und Superbeschleunigung nach dem Perihel

Komet 3I/ATLAS, das dritte jemals identifizierte interstellare Objekt, das das Sonnensystem durchquert, überraschte die weltweite Wissenschaftsgemeinschaft, indem es nach seiner größten Annäherung an die Sonne eine Reihe ungewöhnlicher Phänomene zeigte. Zu den Anomalien zählen Farbveränderungen, erheblicher Masseverlust und eine Beschleunigung, die nicht allein durch die Sonnengravitationskraft erklärt werden kann. Der milliarden Jahre alte extrasolare Besucher wird von großen Teleskopen wie James Webb und ALMA beobachtet und liefert beispiellose Daten über die Entstehung anderer Planetensysteme.

Der im Juli von Teleskopen des ATLAS-Systems entdeckte Himmelskörper folgt einer hyperbolischen Flugbahn, was darauf hindeutet, dass er nicht an die Anziehungskraft der Sonne gebunden ist und seinen Weg zurück in den interstellaren Raum fortsetzen wird. 3I/ATLAS schließt sich den berühmten 1I/’Oumuamua und 2I/Borisov als Objekte an, die Spuren von Chemie und Zusammensetzung aus Regionen außerhalb der Sonnenumgebung tragen. Seine Geschwindigkeit erreicht etwa 221.000 km/h.

Helligkeitsänderung und chromatische Kernvariationen

Die Variation im Erscheinungsbild des 3I/ATLAS wurde zu einem der bemerkenswertesten Punkte seiner Passage. Anfangs hatte der Komet einen rötlichen Farbton, der sich allmählich in grünliche und bläuliche Töne verwandelte, als er sich der Sonne näherte und an ihr vorbeizog und im Oktober ihr Perihel erreichte.

Dieser chromatische Übergang steht in direktem Zusammenhang mit der flüchtigen Zusammensetzung des Kometen und der Art und Weise, wie verschiedene Gase freigesetzt werden und auf intensive Sonnenstrahlung reagieren.

• Der anfängliche rote Farbton wird dem Staub auf seiner Oberfläche zugeschrieben.
• Die später beobachtete grüne Farbe deutet auf das Vorhandensein von Dikohlenstoff (C₂) und Cyanid (CN) hin.
• Die neuere Verschiebung zu Blau weist auf die Emission von Verbindungen wie Cyan und Ammoniak in höheren Konzentrationen oder auf eine starke Emission von Kohlenmonoxidgas (CO) hin.

Daten von Sonnensonden wie STEREO-A, SOHO und GOES-19, die die sonnennahe Region überwachen, deuten darauf hin, dass die Helligkeit des Kometen zwischen September und Oktober etwa fünfmal zugenommen hat. Es wurde erwartet, dass die Helligkeit nach dem Perihel schnell abnimmt, aber Beobachtungen zeigten Schwankungen, was auf ein aktives und komplexes Verhalten der Eissublimation in seinem Kern schließen lässt.

Nicht-gravitative Beschleunigung: der Verlust von Masse

Eines der faszinierendsten Verhaltensweisen von 3I/ATLAS war seine atypische Beschleunigung, die es leicht von der durch Gravitationsberechnungen vorhergesagten Umlaufbahn abwich. Während des Perihels führte die Einwirkung von Sonnenwärme zu einer massiven Sublimation des Eises.

Dieser Entgasungsprozess ist hauptsächlich für den Masseverlust des Himmelskörpers verantwortlich, der schätzungsweise mehr als 13 % des Kerns ausmacht. Die Freisetzung von Gasen mit hoher Geschwindigkeit wirkt wie eine Art Strahlantrieb.

Laut dem Harvard-Astrophysiker Avi Loebd, die aufgezeichneten Werte für die Radial- und Querbeschleunigung sind mit dem durch diesen Gasausstoß verursachten Impuls kompatibel. Das ALMA-Observatorium wiederum bestätigte eine Abweichung von vier Bogensekunden gegenüber der berechneten Route. Diese Beschleunigung wird daher nicht ausschließlich durch die Schwerkraft verursacht, sondern durch die intrinsische Aktivität des Kometen.

Chemische Zusammensetzung: Spuren eines alten Systems

Die neuesten Studien zu 3I/ATLAS deuten darauf hin, dass es sich um eines der massereichsten interstellaren Objekte handelt, die jemals entdeckt wurden, mit einem Kerndurchmesser von 400 Metern bis 5,6 Kilometern. Eine vom James Webb-Weltraumteleskop durchgeführte Analyse ergab eine besondere chemische Zusammensetzung mit hohen Konzentrationen an Kohlendioxid ($CO_2$), Kohlenmonoxid ($CO$) und Wasser ($H_2O$).

Die Koma des Kometen, die Gas- und Staubwolke, die den Kern umgibt, wird von Kohlendioxid dominiert, was sich vom Muster der in unserem Sonnensystem gebildeten Kometen unterscheidet. Dies deutet darauf hin, dass sich 3I/ATLAS in einer Sternumgebung mit unterschiedlichen Temperaturen und Planetenentstehungsprozessen gebildet hat und möglicherweise älter als die Sonne selbst ist. Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Komet möglicherweise Milliarden von Jahren umherwanderte und der kosmischen Strahlung ausgesetzt war, die seine heutigen Eigenschaften prägte.

Globale Überwachung und die endgültige Route des kosmischen Reisenden

Derzeit ist der interstellare Komet auf dem Weg, das Sonnensystem zu verlassen, wird aber weiterhin von Observatorien auf der ganzen Welt intensiv beobachtet. Zur Verbesserung plant das International Asteroid Warning Network (IAWN) zwischen November und Januar ein internationales BeobachtungstrainingObjektmessungen. 3I/ATLAS wird im Dezember nahe an der Erde vorbeiziehen und ist nur mit Teleskopen auf der Nordhalbkugel sichtbar. Jede neu gesammelte Daten ist ein Schlüsselelement bei der Entschlüsselung der Geheimnisse der Vielfalt der Himmelskörper und der Entwicklung von Sternsystemen jenseits unseres eigenen. 3I/ATLAS wird als seltene Studienmöglichkeit gefestigt.