Kometen sind wahre Verwandlungskünstler. Ihre Kerne sind selten mehr als ein paar Kilometer groß und für sich genommen völlig unscheinbar. Doch unter ihrer porösen Oberfläche verbergen sich große Mengen eingeschlossener Gase. Nähert sich ein Komet der Sonne, gehen diese flüchtigen Stoffe direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über und reißen dabei Staub und kleinere Bruchstücke mit sich. Im Zusammenspiel mit dem Partikelwind der Sonne bilden sich die spektakulären und nicht selten Millionen Kilometer langen Kometenschweife.
Obwohl Astronomen diese Zusammenhänge mittlerweile gut verstehen, bleiben Kometen unberechenbar: Zwar lassen sich die Flugbahnen der Schweifsterne ebenso zuverlässig vorhersagen wie die jedes anderen Objekts im Sonnensystem, wie hell und groß die Gashüllen und Schweife werden, hängt aber von den individuellen Eigenschaften jedes Exemplars ab, etwa von der Menge und Verteilung seiner Eisvorräte. Kometen überraschen deshalb oft selbst Experten. Doch unter dem Blick moderner Teleskope geben diese Himmelskörper nach und nach ihre Geheimnisse preis. So ist es einer internationalen Gruppe von Astronomen nun gelungen, einem Kometen bei seinem Erwachen zuzusehen.
Zentaur wird zum Kometen
Wie Charles Schambeau von der University of Central Florida und seine Kollegen in der Zeitschrift „The Planetary Science Journal“ berichten, hatten sie zwischen 2019 und 2024 ein Objekt namens 450P/LONEOS mit dem James-Webb-Weltraumteleskop und dem Gemini-Teleskop auf Big Island auf Hawaii immer wieder ins Visier genommen. 450P umkreist die Sonne einmal in 22 Jahren und kommt ihr dabei zwischen 1,5 und 0,8 Milliarden Kilometer nahe. Das entspricht dem 5,5- bis zehnfachen Abstand der Erde zur Sonne und liegt in der Größenordnung der Sonnenentfernung des Jupiters. Für einen Kometen ist das eine große Distanz. Die Astronomen bezeichnen Objekte mit solchen Umlaufbahnen deshalb als „Zentauren“: Sie stammen aus den kalten Außenbezirken des Sonnensystems und können durch die Anziehungskraft der großen Planeten auf Bahnen gelenkt werden, die sie der Sonne näher bringen, wo sie zu regulären Kometen werden. „Zentauren bieten uns die Möglichkeit, unverändertes Material aus dem äußeren Sonnensystem zu untersuchen, während es beginnt, auf die stärkere Erwärmung durch die Sonne zu reagieren“, erklärt Schambeau.
Auch Tschuri wurde beim Erwachen beobachtet
Die Beobachtungen mit dem Webb- und dem Gemini-Teleskop zeigen diesen Prozess im Detail. Auf den Aufnahmen von 450P konnten Schambeau und seine Kollegen eine Hülle aus Gas und Staub, die „Koma“, erkennen, die sich um den knapp vier Kilometer großen Himmelskörper formte. Mit abnehmender Entfernung zur Sonne während der fünfjährigen Beobachtungskampagne wurde die Koma immer größer und deutlicher. In dieser großen Entfernung ist die Sonnenstrahlung allerdings zu schwach, als dass Wassereis schmelzen oder verdampfen könnte. Die Wissenschaftler vermuten deshalb, dass Kohlendioxid die Aktivität von 450P/LONEOS in Gang gesetzt hat: Bei der langsamen Erwärmung, so ihre Schlussfolgerung, verwandelte sich zunächst eine ungewöhnliche Form von Wassereis, in der die Wassermoleküle unregelmäßig angeordnet sind, in kristallines Eis, das man auf der Erde kennt. Dabei wurde Kohlendioxid freigesetzt, das zuvor im Eis eingeschlossen war. Das Gas drang anschließend durch die Oberfläche und riss dabei Staubteilchen mit sich, so die Vorstellung der Forscher.
Astronomen beobachten regelmäßig, wie Kometen bei zunehmender Sonnennähe immer aktiver werden. Besonders detailliert gelang ihnen dies mit der europäischen Raumsonde Rosetta, die im Jahr 2014 den Schweifstern 67P/Tschurjumow-Gerassimenko erreichte und das Erwachen des Kometen aus nächster Nähe verfolgen konnte. Tschuri war allerdings bereits ein gealterter Komet und kein Zentaur; er hatte bei Rosettas Ankunft schon viele nahe Sonnenumläufe hinter sich. Doch auch 15 Prozent der Zentauren zeigen Aktivität: Schon Ende der Achtzigerjahre hatten Astronomen eine Koma bei dem noch weiter entfernten Objekt 95P/Chiron nachgewiesen. Manche Zentauren sind sogar für regelrechte Gas- und Staubausbrüche bekannt.
Schambeau und seine Kollegen haben also nicht zum ersten Mal beobachtet, wie bei einem Zentauren eine Koma entsteht. Ihre Aufnahmen zeigen jedoch eine besonders frühe und allmähliche Phase dieses Vorgangs. Möglich wurde dies durch eine Begegnung zwischen 450P und dem Planeten Saturn im Jahr 1992: Die Anziehungskraft des Saturn veränderte die Bahn des Himmelskörpers und brachte ihn erstmals auf seinen sonnennäheren Kurs. Das macht 450P/LONEOS besonders interessant, meint Schambeau: „Er liefert uns Erkenntnisse darüber, wie sich ein ansonsten ruhiger Eiskörper in einen aktiven Kometen verwandelt.“
