Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wo Schweifsterne Staub spucken - Wissenschaftler bestimmen die aktiven Regionen auf der Oberfläche von Kometen

26.04.2010
Kometen sind gefährliche Forschungsobjekte - zumindest aus der Nähe. Denn die winzigen Staubteilchen, die von den aktiven Regionen auf der Oberfläche ins All strömen, können Raumsonden beschädigen.

Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung im niedersächsischen Katlenburg-Lindau haben jetzt ein Computermodell entwickelt, das diese Regionen an Hand von bodengebundenen Aufnahmen lokalisiert. Das neue Verfahren könnte helfen, eine sichere Flugroute für Rosetta zu berechnen; die ESA-Raumsonde soll 2014 am Kometen Churyumov-Gerasimenko ankommen. (Astronomy & Astrophysics, 512, A60, 2010)

Der Kern eines Kometen ist weit mehr als ein unveränderlicher Brocken aus Eis und Staub. Unter dem Einfluss der Sonne gasen leicht flüchtige Substanzen wie etwa Wasser, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid von manchen Stellen seiner Oberfläche - den aktiven Regionen - aus und reißen dabei Staubpartikel von bis zu einigen Zentimetern Durchmesser mit. Von der Erde aus sind diese Staubfontänen durch Teleskope als Strahlen oder Spiralen sichtbar, die den Kometen umgeben (siehe Abbildung, linkes Teilbild). Diese Strukturen sind eingebettet in eine Hülle aus Gas und Staub, die Koma, die von der Aktivität der Restoberfläche stammt und den gesamten Kometen umgibt.

"Aufnahmen, die wir von der Erde aus gewinnen, zeigen den Kometen und seine Strahlen auf eine zweidimensionale Fläche projiziert", sagt Hermann Böhnhardt vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. Wo genau Staub und Gase ihren Ursprung haben, lässt sich deshalb nicht ohne Weiteres bestimmen.

Um dennoch den aktiven Regionen auf die Schliche zu kommen, wählten die Forscher einen indirekten Zugang, der erstmals auch die dreidimensionale Gestalt des Kometenkerns berücksichtigt. "Bisher wurden Kometen zu diesem Zweck vereinfachend als Kugeln oder Ellipsoide modelliert", erklärt Jean-Baptiste Vincent vom Lindauer Max-Planck-Institut. Der oftmals bizarren Form dieser schmutzigen Schneebälle wird dies bei vielen Anwendungen nicht gerecht.

Die Forscher entschieden sich deshalb, wenn möglich an dieser Stelle auf ein Standardverfahren zurückzugreifen: Beobachtet man einen Kometen während seiner gesamten Umdrehungsperiode durchs Teleskop, lässt die Veränderung seiner Leuchtkraft Rückschlüsse auf die Form des Kerns zu.

In einem nächsten Schritt fütterten die Forscher ihr Programm mit einer Anfangsvermutung darüber, wo sich die aktiven Regionen befinden. Zudem machten sie, basierend auf bisherigen Erkenntnissen, Annahmen über einige physikalische Parameter der Staubteilchen wie Größe und Startgeschwindigkeit beim Verlassen der Kernoberfläche. Als Ergebnis liefert die Computersimulation ein Bild, wie es ein Teleskop von der Erde aus aufnehmen würde. Durch Vergleich mit dem echten Blick durchs Fernrohr lassen sich dann die modellierten Bilder immer weiter verfeinern, bis Simulation und echte Aufnahme übereinstimmen.

Den ersten Test hat das neue Verfahren bereits bestanden. Denn die Wissenschaftler konnten es erfolgreich auf den Kometen Tempel 1 anwenden, der im Jahr 2005 Ziel der NASA-Mission Deep Impact war. "Obwohl wir seitdem genau wissen, wo die aktiven Regionen auf Tempel 1 liegen, haben wir uns für den Test unseres Programms zunächst ,dumm` gestellt", erklärt Vincent.

Die Forscher nutzten nur Beobachtungen, die sie von der Erde aus im Rahmen eigener Messprogramme gewonnen hatten. Allein die dreidimensionale Form des Kometenkerns entnahmen sie den Ergebnissen der Deep Impact Mission.

Als Nächstes wollen die Forscher nun die aktiven Regionen des Kometen Churyumov-Gerasimenko berechnen, dem Zielkometen der Sonde Rosetta, auf dem die Landeeinheit Philae im Jahr 2014 aufsetzen soll. Die Mission, zu der auch das Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung viele wissenschaftliche Instrumente beigesteuert hat, ist seit 2004 unterwegs zu ihrem Ziel jenseits der Umlaufbahn des Mars und der Asteroiden. Das neue Verfahren könnte dazu beitragen, in der entscheidenden Phase der Mission eine sichere Flugroute durch die Kometenkoma und möglicherweise sogar die Landestelle zu bestimmen.

Originalveröffentlichung:

J.-B. Vincent, H. Böhnhardt, and L.M. Lara
A numerical model of cometary dust coma structures - Application to comet 9P/Tempel 1

Astronomy&Astrophysics 512, A60 (2010), DOI: 10.1051/0004-6361/200913418

Weitere Informationen erhalten Sie von:

Dr. Birgit Krummheuer, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Tel.: +49 5556 979-462, Mobil: +49 173 3958625
E-Mail: Krummheuer@mps.mpg.de
Jean-Baptiste Vincent
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Tel.: +49 5556 979-291
E-Mail: Vincent@mps.mpg.de
Dr. Hermann Böhnhardt
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau
Tel.: +49 5556 979-545
E-Mail: Boehnhardt@mps.mpg.de

Barbara Abrell | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mps.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neuartige Halbleiter-Membran-Laser
22.03.2017 | Universität Stuttgart

nachricht Seltene Erden: Wasserabweisend erst durch Altern
22.03.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen