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 Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie