STARDUST
Neues vom Kometen Wild 2
von Hans Zekl
für astronews.com
28. April 2004

Am 2. Januar 2004 flog die Sonde Stardust in nur 236 Kilometern Abstand am Kometen P/81 Wild 2 vorbei und sammelte dabei kleinste Kometenteilchen, die sie am 15. Januar 2006 zur Erde zurückbringen soll. Die Sonde machte zudem eindrucksvolle Bilder und untersuchte noch vor Ort die Zusammensetzung des Kometenstaubs. Vor kurzem präsentierten Forscher erste Ergebnisse dieser außergewöhnlichen Mission. 

Der Kern des Kometen Wild 2. Dieses Bild wurde aus mehreren Aufnahmen zusammengesetzt. So sind sowohl die Oberfläche als auch die von ihr ausgehenden Jets sichtbar. Bild: JPL/NASA [Großansicht]   Die Sonde Stardust. Bild: NASA

Der Vorüberflug an Wild 2 war überaus erfolgreich, obwohl einige Schwierigkeiten zu überwinden waren. Schon für die Aufnahmen des Kometen musste das 200 mm Objektiv pro Sekunde um 1,5 Grad geschwenkt werden, um keine Bewegungsunschärfen zu erhalten, als Stardust mit 6,1 Kilometern pro Sekunde an Wild 2 vorbeiflog. Auch wenn die Aufnahmen nur von untergeordnetem wissenschaftlichen Interesse waren, sind sie die bislang besten Bilder eines Kometen. Die Fotos wurden in Intervallen gemacht, so dass sich aus jeweils zweien ein Stereobild erzeugen lässt.

Außerdem wurden immer wieder lang belichtete Fotos aufgenommen, auf denen der Kern zwar überbelichtet ist, aber auf denen von der Kometenoberfläche ausgehende Jets zu erkennen sind. Jeweils ein halbes Dutzend von ihnen sind auf jedem dieser Bilder zu sehen - auf kontrastverstärkten Aufnahmen sogar noch mehr. Viele der Jets sind offensichtlich stark gebündelt und scheinen aus kleinen Depressionen auf der Oberfläche zu kommen, deren Durchmesser weniger als einen Kilometer beträgt.

Die Oberfläche des Kometenkerns zeigt die unterschiedlichsten Strukturen, einige bis zu zwei Kilometer groß. Der Kern selbst besitzt einen Durchmesser von fünf Kilometern. Obwohl die Bildauswertung noch andauert, zeigt sich, dass sich die Oberfläche von Wild 2 deutlich von den beiden anderen bisher fotografierten Kometen – Halley und Borrelly – unterscheidet. Auch sieht sie anders aus, als die der auf Nahaufnahmen festgehaltenen Asteroiden und eisbedeckten Jupitermonde Callisto und Ganymed. Wild 2 besitzt eine ausgesprochen raue Oberfläche, die mit flachen Depressionen überzogen ist, deren Ränder aber steil und schroff sind. Bei einigen dürfte es sich um Einschlagskrater handeln, bei anderen scheidet ein Einschlag als Ursache aus, da sie eckig und nicht rund sind. Die steilen Ränder bedeuten aber, dass das Material relativ fest ist. Bei einer lockeren, schneeartigen Substanz müssten die Oberflächenstrukturen weicher und runder sein. Eine Oberflächenöffnung, aus der vermutlich ein Gasjet austritt, besitzt sogar nahezu senkrechte Wände. Die meisten Einsenkungen sind groß. Dagegen scheinen kleinere Krater, wie man sie auf anderen eisigen Himmelskörpern findet, zu fehlen.

Vermutlich beruht die komplexere Natur von Wild 2 auf seiner Bahngeschichte. Der Komet gehört zur Jupiter-Familie. Auf seine gegenwärtige Bahn, auf der er sich der Sonne bis auf den eineinhalbfachen Erdabstand (also 1,5 astronomische Einheiten) nähert und sich bis zu 5,24 Astronomische Einheiten entfernt, gelangte er am 9. September 1974, als er nahe am Gasriesen Jupiter vorbeiflog. Nur rund 13 Planetendurchmesser trennten Wild 2 damals von ihm. Davor bewegte er sich in Abständen von 5 bis 25 astronomischen Einheiten um die Sonne. Wie die Bahn noch früher aussah, ist nicht bekannt. Innerhalb von 2,5 Astronomischen Einheiten verdampfen große Teile der Kometenoberfläche. Vermutlich überleben Kometen dort nur wenige tausend Jahre, bevor sie inaktiv werden oder sich auflösen. Deshalb dürfte Wild 2 in der Vergangenheit nicht allzu sehr der Sonneneinstrahlung ausgesetzt gewesen sein. Wie andere Kometen der Jupiterfamilie stammt er vermutlich aus dem Kuiper-Gürtel und verbrachte dort mehrere Milliarden Jahre. Pro Umlauf verliert der Komet 10 Millionen Tonnen Wasser. Unter der Annahme, dass es von verdampfendem, porösen Eis stammt, verringert sich sein Radius um 25 Zentimeter pro Umlauf. Da sich die Aktivität aber auf wenige Regionen konzentriert, wird Wild 2 dort jedes Mal fünf Meter dünner.

Die von Stardust gemessenen Staubraten waren zum Teil höher als zuvor vermutet wurde. Der Staubdetektor wurde 15 Minuten vor der größten Annäherung aktiviert. Die ersten Staubteilchen registrierte er wenige Minuten vor dem Rendezvous-Zeitpunkt. Als sich die Sonde wieder von dem Kometen entfernte, durchflog sie in den 2 bis 12 Minuten nach dem kürzesten Abstand mehrere Jets. In dieser Zeit schwankten die Einschlagsraten deutlich. Insgesamt registrierte der Staubdetektor mehrere tausend Staubteilchen. Eine erste Datenanalyse zeigt, dass mindestens ein halbes Dutzend größerer Teilchen die erste Ebene des "Whipple"-Schutzschilds durchschlagen hatten. Diese Schutzvorrichtung sollte Staubkörner des Kometen bis zu einer Größe von einem Zentimeter abhalten.

Die Beobachtungen an Wild 2 weichen deutlich von denen der Sonde Giotto am Kometen Halley aus dem Jahr 1986 ab. Dort nahm die Teilchendichte relativ gleichmäßig während der Annäherung an den Kometenkern zu und bei der Entfernung wieder ab. Auch wurden dort meist nur kleine Teilchen gefunden. Die Beobachtungen am Komet Wild 2 deuten darauf hin, dass das Material sich in größeren Brocken von der Oberfläche löst und erst unterwegs zu kleineren Klumpen zerfällt.

Laborversuche mit künstlichem Kometenmaterial und Modellrechnungen lassen vermuten, dass durch die Wärmeeinstrahlung der Sonne sich in der Kometenoberfläche Spannungen aufbauen, weil leichtflüchtiges, gefrorenes Material verdampft, aber im Inneren der Kruste gefangen ist. Schließlich steigt der Druck so stark an, dass das umgebende Material explosionsartig abgesprengt wird. Nur 29 Teilchen konnten auf ihre Zusammensetzung untersucht werden. Überwiegend bestanden sie aus organischem Material, während Mineralien kaum vorhanden waren.