Wenn der Komet ISON Ende November dieses Jahres in einem Abstand von nur 1,8 Millionen Kilometern an der Sonne vorbeirast, könnte dies zu einer sehenswerten Erscheinung am Nachthimmel führen. Für Wissenschaftler dürfte der Vorbeiflug zudem seltene Einblicke in das Wesen dieser Himmelskörper ermöglichen. Denn ISON wird der Sonne so nah kommen, dass die Hitze ungewöhnliche Prozesse in Gang setzen wird. Höchstwahrscheinlich wird der Komet zudem außergewöhnlich hell leuchten – und somit ein dankbares Beobachtungsobjekt sein für eine weltweite Forschungskampagne, die derzeit anläuft. Auch die Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS), die an dieser Kampagne beteiligt sind, beginnen jetzt ihren Blick auf ISON zu richten. Der Komet könnte dazu beitragen, viele ungeklärte Fragen zu beantworten: vom Ursprung des Lebens auf der Erde bis zur frühen Entwicklung unseres Sonnensystems.

Für den Kometen ISON wird es in den nächsten Wochen heiß: Der Himmelskörper bewegt sich derzeit in Richtung Sonne und wird diese am Donnerstag, 28. November 2013, in einem Abstand von kaum mehr als einem Sonnendurchmesser passieren. "In dieser Entfernung wird die Temperatur an der Oberfläche des Kometen bis zu 2000 Grad Celsius erreichen", erklärt Kometenforscher Hermann Böhnhardt, der die Aktivitäten des MPS rund um ISON leitet. Winzige Staubteilchen an der Kometenoberfläche könnten verglühen; Stoffe, die sonst tief im Innern gebunden sind, verdampfen. Der Druck im Kometenkern könnte dadurch so stark steigen, dass der Körper zerbricht.

Für Kometenforscher wäre dieses letzte Szenario bei weitem nicht die schlechteste Variante. Zwar hoffen viele Hobbyastronomen, dass der Komet die Sonne unbeschadet passiert und in den Tagen und Wochen danach einen spektakulären Schweif ausbildet. Doch falls der Kometenkern zerbricht, würden einzelne Bruchstücke den Blick auf das Innere des Körpers freigeben, das sonst verborgen bleibt. In jedem Fall dürfte die große Hitze dem Kometen "tiefgehende" Informationen entlocken. So hoffen die Forscher etwa, dass auch Metalle aus seinem Innern verdampfen werden. "Metalle und weitere Stoffe wie etwa Silizium sind normalerweise in Form von Mineralen im Kometengestein gebunden und deshalb für Teleskope auf der Erde nicht zugänglich", erklärt Böhnhardt.

Da ISON bereits bei seiner Entdeckung erstaunlich hell strahlte, könnte er seine Geheimnisse bereitwillig preisgeben: Lichtstarke Objekte lassen sich deutlich leichter untersuchen als matte. Die MPS-Forscher werden mit Hilfe von fünf Teleskopen versuchen diesen Vorzug zu nutzen: Sie arbeiten bei diesen Beobachtungen zusammen mit Kollegen am Wendelstein-Observatorium der Ludwig-Maximilians-Universität in München, an der Thüringer Landessternwarte Tautenburg, am Turkish National Telescope und zwei hawaiianischen Anlagen, dem Canada France Hawaii Telescope und dem W.M. Keck Observatory.

"Bei den Beobachtungen, die wir von Hawaii aus durchführen, stehen vor allem die organischen Bestandteile des Kometen im Vordergrund", so Böhnhardt. Diese machen möglicherweise bis zu ein Drittel der mineralischen Kometenmasse aus – und bergen Informationen über die frühe Entwicklung des Sonnensystems. So wird etwa spekuliert, dass Kometeneinschläge mit diesen Molekülen die Grundbausteine des Lebens auf die Erde brachten. Zudem interessieren sich die Forscher dafür, wie das Mischungsverhältnis organischer Stoffe vom Entstehungsort eines Kometen abhängt. "Auf diese Weise könnten wir nachzeichnen, wie diese Stoffe in der Geburtsstunde des Sonnensystems verteilt waren", so Böhnhardt.

Die ungewöhnliche Sonnennähe von Komet ISON ruft auch die Sonnenforscher des MPS auf den Plan. Denn auch die im Weltraum stationierten Sonnenobservatorien Solar and Heliospheric Observatory (SoHO) und STEREO, zu denen das MPS wissenschaftliche Instrumente beigetragen hat, werden Ende November während der sonnennächsten Passage den Kometen ISON ins Visier nehmen. "Raumsonden, die sonst die Sonnenatmosphäre und ihre Umgebung beobachten, sind für diese Aufgabe hervorragend geeignet", erklärt Werner Curdt vom MPS. Der Komet wird tief in die Sonnenkorona eintauchen, mit ihr wechselwirken und dabei seine Fingerabdrücke hinterlassen. Es ist vorgesehen, diese Fingerabdrücke spektroskopisch zu untersuchen. Der SoHO-Spektrograph SUMER hat dafür Programme an Bord, die erst jetzt nach 18 Jahren erstmals zur Anwendung kommen. Das Sondenpaar STEREO und das Instrument LASCO an Bord von SoHO werden mit ihren Kameras das Schicksal des Kometen über viele Tage verfolgen.

Die meisten erdgebundenen Beobachtungen der MPS-Forscher laufen in diesen Tagen an. In dieser frühen Phase geht es den Forscher vor allem um den Schweif des Kometen, der sich jetzt bereits ausgebildet hat. Seine Entwicklung erlaubt Rückschlüsse auf physikalische Eigenschaften des Kerns sowie auf Gas- und Teilchenausbrüche an seiner Oberfläche. Zudem wollen die Forscher anhand der früh gewonnenen Daten die Form, die der Staubschweif zu späteren Zeitpunkten annehmen wird, berechnen – und so einen Vorgeschmack bieten auf den Anblick, der uns Ende November und Anfang Dezember am Nachthimmel erwartet.

Der Komet ISON

Der Komet ISON wurde am 21. September 2012 in einem Abstand von etwa 950 Millionen Kilometern zur Sonne mit Hilfe eines Teleskops des International Scientific Optical Network (ISON), eines Zusammenschlusses von weltweit zehn astronomischen Observatorien unter russischer Leitung, entdeckt. Er ist nach dieser Organisation benannt.

Der Schweifstern wird seinen geringsten Abstand zur Sonne am Donnerstag, 28. November 2013, erreichen. Der Abstand zwischen Sonne und Komet beträgt dann 1,8 Millionen Kilometer. Das ist kaum mehr als ein Sonnendurchmesser. ISON ist ein nichtperiodischer Komet. Das bedeutet, dass er nicht – wie etwa der Komet Halley – in absehbaren Zeiträumen immer wieder an Erde und Sonne vorbeifliegt. Es ist sogar möglich, dass ISON in diesem Jahr zum ersten Mal die Sonne in nahem Abstand passiert. Die meiste Zeit seines Daseins verbringt der Komet ISON in der Oort'schen Wolke, einer Ansammlung von Gesteinsbrocken am äußersten Rand unseres Sonnensystems. Die Größe des Kometenkerns beträgt voraussichtlich wenige Kilometer. Sie wurde jedoch noch nicht genau bestimmt. Während seiner Anflugphase auf das innere Planetensystem zeigte Komet ISON bereits eine starke Helligkeits- und Gasentwicklung. Dies lässt darauf schließen, dass vorrangig gefrorenes Kohlendioxid verdampft. Zudem wird wahrscheinlich Kohlenmonoxid freigesetzt. Seit dem Sommer verdampft zunehmend auch gefrorenes Wasser.

Kometenforschung am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

Forschungsgegenstände des MPS sind alle Objekte, die sich in unserem Sonnensystem befinden: die Sonne, Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen. 1985 ermöglichte das Institut einen Meilenstein der Kometenforschung: Das Kamerasystem an Bord der ESA-Raumsonde Giotto, das am MPS entwickelt und gebaut worden war, lieferte Bilder des Kerns des Kometen Halley – und damit den Beweis, dass sich unter der Hülle aus Staub und Gas eines Kometen tatsächlich ein fester Kern verbirgt. Auch zu einer noch anstehenden Kometenmission trägt das MPS maßgeblich bei: Die ESA-Raumsonde Rosetta wird im Januar nächsten Jahres ihren Anflug auf den Kometen Tschurjumow-Gerasimenko beginnen. Die Landeeinheit Philae soll im November 2014 auf seiner Oberfläche aufsetzen. Das MPS hat die wissenschaftliche Leitung bei drei Instrumenten, ist an fünf weiteren beteiligt und hat wichtige Teile der Landeeinheit entwickelt und beigesteuert.

MPS / Red.