Erstmals ändert irdisches Flugobjekt die Oberfläche eines Kometen

Der Entdecker des Kometen 9P/Tempel 1

Ernst Wilhelm Leberecht Tempel (1821-1889) entdeckte Tempel 1 am Abend des 3. April 1867 von Marseille aus im Sternbild Waage. Trotz der "1" in dem Namen, den dieser Komet letztlich bekam, war er eigentlich der neunte, den Tempel innerhalb von acht Jahren entdeckt hatte. Nur fünf dieser neun wurden nach Tempel benannt. In den folgenden zehn Jahren entdeckte er noch sechs weitere. Die Astronomen berechneten, dass sich Tempel 1 in einer kurzperiodischen Umlaufbahn befindet und ungefähr alle sechs Jahre wiederkehrt. In den Jahren 1873 und 1879 wurde er erneut gesichtet. Damit war er der neunte periodische Komet, der zweimal wiederentdeckt worden war. Diesem Umstand verdankt er seine offizielle Bezeichnung 9P/Tempel 1.
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Komet 9P/Tempel 1 - Verschwunden und wiedergefunden

Eine Annäherung an Jupiter im Jahr 1881 störte die Bahn des Kometen so sehr, dass er fast ein Jahrhundert lang unauffindbar war. 1963 berechnete der jetzige Minor-Planet-Center-Direktor Brian Marsden Jupiters Einfluss auf die Kometenbahn und prognostizierte Tempels Rückkehr ins innere Sonnensystem für die Jahre 1967 und 1972. 1967, im hundertsten Jahr nach seiner Entdeckung, wurde er jedoch übersehen. Erst ein Jahr später wurde auf den 67er-Fotos ein fast unmerkliches Fleckchen entdeckt. Ob es sich dabei tatsächlich um 9P/Tempel 1 handelte, blieb fraglich bis zu seiner erfolgreichen Wiederentdeckung im Jahre 1972, die die Berechnungen von Marsden als richtig bestätigte. Seither wurde 9P/Tempel 1 bei jeder Wiederkehr gesichtet.
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Astronomische Größe des Kometen 9P/Tempel 1

Die sogenannte scheinbare Helligkeit ist seit der Antike das Maß, mit dem die Sichtbareit von Himmelskörpern angegeben wird. Damals teilte man die mit bloßem Auge erkennbaren Sterne in sechs Größenklassen ein, wobei den 15 hellsten Sternen die Größe 1 zugewiesen wurde. Inzwischen hat man das System verfeinert und erweitert, so dass auch noch hellere und nur mit starken Teleskopen erkennbare dunklere Objekte eingeordnet werden können. Je niedriger die Zahl, desto heller der Stern. Unsere Sonne hat nach dieser Einteilung eine Größe von etwa - 27. Komet 9P/Tempel 1 könnte nach der Kollision mit dem Deep Impact-Impactor eine Größe von 6 oder sogar 5 erreichen - also vom richtigen Standort aus betrachtet mit bloßem Auge sichtbar sein.
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Grafik Kometenhelligkeit: (c) VdS-Fachgruppe Kometen

Die Situation vor dem Einschlag des Impactor

Am 4. Juli werden die meisten Teleskope in Richtung des Sternbildes Jungfrau positioniert sein, um dort die Auswirkungen des ersten von Menschenhand erzeugten Kraters auf einem Kometen zu erforschen. Am Morgen dieses Tages erreicht die US-Raumsonde "Deep Impact" den Kometen 9P/Tempel 1, die zuvor ein 372 kg schweres Kupfergeschoss in Richtung des Kometen katapultiert hat. Dieses Projektil wird mit 37.000 Stundenkilometer, was 10,3 Kilometer in einer Sekunde entspricht, auf der Kometenoberfläche aufschlagen und nach Erwartungen von Wissenschaftlern, je nach Beschaffenheit des Kometenmaterials, einen bis zu 200 Meter großen und 50 Meter tiefen Krater erzeugen. Dementsprechend wird auch eine nicht unerhebliche Menge von Kometenmaterie weggeschleudert werden. Es sollte also schon zu irgendeiner optischen Aktivität kommen. Die Bandbreite der Vorhersagen geht von einer Sichtbarkeit mit dem bloßen Auge bis zu keiner Veränderung. Was werden wir als irdische Beobachter mit unseren Amateurmitteln überhaupt sehen können? Die Frage ist im Prinzip nicht zu beantworten und es kann genau so viel spekuliert werden wie beim Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf dem Jupiter. Ein Beobachtungsversuch lohnt sich aber auf jeden Fall, zumal dies noch nie dagewesenes Ereignis darstellt. Nach Aussagen von Nasa-Wissenschaftlern wird 9P/Tempel nicht zerbersten oder aus seiner Bahn geworfen: Das Ereignis entspricht der Kollision einer Fliege mit einem 18-Tonnen-LKW.

Großes Bild Großes Bild Großes Bild Großes Bild Komet 9P/Tempel 1 Echtaufnahme (c) NASA Raumsonde / Impactor Künstlerische Darstellung (c) NASA Ansicht nach dem Einschlag Künstlerische Darstellung (c) NASA Ansichten Einschlag Impactor Computeramimation (c) NASA

Komet 9P/Tempel selbst beobachten

Die Beobachtung des Kometen 9P/Tempel 1 gestaltet sich zur Zeit des Aufschlages der Sonde Deep Impact recht schwierig. Nicht nur, daß der Komet so lichtschwach ist, daß man ihn nur mit einem größeren Teleskop aufspüren kann, auch seine Beobachtungsposition ist heikel. In der Nähe des Hauptsterns Spica im Sternbild Jungfrau zieht der Komet in einer sehr horizontnahen Positionseine seine Bahn über den Himmel. Ganz klar betonen muß man, daß Beobachter in den südlichen Bundesländern gegenüber den "Nordlichtern" ganz klar im Vorteil sind. Bis die Sonne ganz hoch im Norden der Republik soweit unter den Horizont gesunken ist, daß eine ausreichende Dunkelheit herrscht, ist der Komet längst untergegangen oder zumindest so horizontnah positioniert, daß ein Aufsuchen praktisch nicht mehr möglich ist. Schauen wir uns einmal die Fakten an: Für einen Beobachter am Bodensee befindet sich die Sonne am 4.7. kurz vor Mitternacht rund 16° unter dem Horizont. Der Komet steht dann noch 16° hoch im Südwesten und kann problemlos mit einem Teleskop aufgesucht werden. Ein Beobachter im Frankfurter Raum muß hierfür schon fast 45 Minuten länger warten und findet den Kometen dann nur noch in mageren 9° über dem Horizont. Das ist noch so gerade eben machbar, aber viel Zeit zum Aufsuchen sollte nicht verschwendet werden. In Hamburg dagegen geht der Komet um 1:12 am Morgen des 5.7. unter. Dann hat die Sonne gerade eine Höhe von 13,6° unter dem Horizont erreicht!

Sternkarte angefertigt mit RedShift Planetarium (c) Toni Mayer

Eigene Beobachtung des Kometen 9P/Tempel 1 am 4. / 5. + 6.7. 2005 fiel Wettergott zum Opfer

Na ja, so ist das halt im Leben: “Oft geht’s gut und manchmal geht’s daneben - so wie in diesen Nächten. Im Vorfeld der frohen Erwartung 9P/Tempel 1 nun auch einmal selbst im eigenen Teleskop sehen zu können, hatte ich mich auf den Weg gemacht und mir einen wirklich guten Standort ausgesucht. Etwa eineinhalb Stunden weiter südlich und freie Sicht nach Süden bei schönem dunklen Himmel. Also eigentlich ideale Beobachtungsvoraussetzungen. Nur mit einem hatte ich nicht gerechnet - nämlich damit, daß Petrus mir einen gehörigen Strich durch die Rechnung machen würde. Aber genau das hat er getan, und das nicht nur mir, sondern auch noch vielen anderen Hobbyastronomen. Der Himmel war in den Nächten vom 4.7. bis zum 6.7. absolut dicht. Die Wolken ließen keinen einzigen Stern durch sie hindurch leuchten. Weder bei mir zu Hause, noch an meinem für die Kometenbeobachtung ausgewählten Standort. Nach den Meldungen und Diskussionsbeiträgen der glücklichen Hobbyastronomen, die den Komet sichten konnten, hat sich allerdings ergeben, daß kein signifikanter Helligkeitsanstieg mehr zu beobachten war. Dadurch war es nach wie vor sehr schwierig den Kometen überhaupt in unseren Breiten am Himmel ausfindig zu machen. Man sollte schon ein versierter Kometenbeobachter sein, um 9P/Tempel sicher finden und eindeutig identifizieren zu können. Seine Helligkeit betrug nach den Meldungen auch nach dem Einschlag des Impactor um die 10 mag, nachdem der kurzfristige Anstieg der Helligkeit in der Nacht des 4.7.05 schon wieder vergangen war. Diesen Anstieg der Helligkeit konnte man nur da sehen, wo es zum Zeitpunkt des Einschlags Nacht war, also leider nicht bei uns in Europa. Das tröstet mich, denn so scheine ich nicht all zu viel verpaßt zu haben.

Deep Impact - Ein voller Erfolg für die Wissenschaft

Jubel bei der NASA, denn am Morgen des 4. Juli 2005 um 7.52 Uhr MESZ traf der Impactor der Sonde Deep Impact mit einer Geschwindigkeit von 37.000 Stundenkilometern und in einer Entfernung von 133 Millionen Kilometern von der Erde den Kern des Kometen 9P/Tempel 1. Die Nasa-Einschlagsonde, auch Impactor genannt, visierte ihr Ziel in den Stunden vor dem Aufprall dreimal neu an. Sie traf den Kometenkern am sonnennächsten Punkt seiner Bahn und löste eine gewaltige Materialfontäne aus. Die Forscher sind davon überzeugt, durch die Analyse des Material, das beim Aufschlag frei wurde, mehr über Kometen zu erfahren und neue Hinweise über den Ursprung und die Enstehungsphase unseres Sonnensystems zu erhalten. "Wir haben genau dort getroffen, wo wir wollten", so Dr. Don Yeomans, der NASA-Projektwissenschaftler für Deep Impact. "Der Einschlag war stärker als die meisten von uns erwartet hatten. Wir haben alle Daten erhalten, die wir uns gewünscht haben." Die Sonde Deep Impact war am 12. Januar 2005 gestartet worden. Durch den Beschuss des Kometen 9P/Tempel 1 mit einem Waschmaschinen-großen Projektil, dem so genannten Impacor, wurde das Innere des Kometen freigelegt - ein Vorgang, der von der Muttersonde, Deep Impact, aus einer sicherer Distanz vom etwa 500 Kilometern beobachtet wurde. Mit den jetzt gewonnenen Daten können die Wissenschaftler erstmals die Oberflächenschichten und das Innere eines Kometen analysieren. Schon während des Anfluges auf den Kern von 9P/Tempel 1 lieferte der Impactor, der sich am Sonntag von der Muttersonde gelöst hatte, Bilder des rund 14 Kilometer großen Kometenkerns. Sie gewährten einen eindrucksvollen Blick auf die Oberfläche von 9P/Tempel 1, die von Kratern übersät ist. Das letzte Bild wurde nur drei Sekunden vor dem Einschlag übermittelt. Eine genaue Auswertung der Bilder und Daten, die auch von zahlreichen anderen Teleskopen auf der Erde, im Erdorbit sowie von der ESA-Sonde Rosetta gemacht wurden, wird sich über mehrere Wochen und Monate hinziehen. Eines ist bereits zum gegenwärtigen Zeitpunkt klar: Der Einschlag des 372 Kilogramm schweren Einschlagkörpers, des Impactor, hat dem auf rund eine Milliarde Tonnen Gewicht geschätzten Kometenkern nicht viel anhaben können. Nach dem Zusammenstoß kann definitiv ausgeschlossen werden, daß der Kometenkern eine lockere, poröse Struktur hat. Offenbar hat der mit einer Geschwindigkeit von 37.000 Stundenkilometern in den Kometen einschlagende Impactor nur einen relativ kleinen Krater, etwa in der Größe eines Fußballfstadions, verursacht. Dies zu wissen, ist auch für die kommenden Kometenmissionen ausgesprochen wichtig. Schließlich will die europäische Raumsonde "Rosetta" im Jahr 2014 das Landungsgefährt "Philae" auf dem Kometen "Churyumov-Gerasimenko" absetzen. Damit diese Landung sanfter abläuft als die des Impactor auf 9P/Tempel 1, brauchen die ESA-Ingenieure solche Informationen über das Zielgebiet von "Philae". Diese wissenschaftlich außerordentlich wichtige Mission kostete 333 Millionen US-Dollar.

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Deep Impact: Kosmische Kollision erfolgreich - Impactor der Sonde trifft Kometen 9P/Tempel 1

Nach 172 Tagen und 431 Millionen Kilometer Verfolgungsjagd hat die Sonde Deep Impact ihre Mission erfüllt: Rechtzeitig zum amerikanischen Unabhängigkeitstag am 4. Juli kollidierte der Impaktor der Sonde mit dem Kometen Tempel 1 und schleuderte Eis und Staub weit ins All hinaus.

Die offizielle Bestätigung des erfolgreichen Einschlags kam schon nach fünf Minuten, als die Bodenstation ein erstes Bild von einer der Kameras an Bord der Deep Impact Sonde empfing: Auf ihm waren eindeutige Anzeichen für einen Impakt zu erkennen. „Das Bild zeigt deutlich einen spektakulären Einschlag“, erklärt Chefwissenschaftler Michael A'Hearn von der Universität von Maryland in College Park. „Bei so vielen Daten haben wir eine lange Nacht vor uns, aber genau das haben wir erhofft. Es gibt schon jetzt so viel, dass wir kaum wissen, wo wir anfangen sollen.“

Kollision nach Plan
Die himmlische Kollision und die darauf folgende Datenerfassung durch das Deep Impact Mutterschiff war der Höhepunkt von 24 Stunden harter Arbeit für Wissenschaftler, Navigatoren und Ingenieure. Nach der Trennung des Impaktors vom Mutterschiff mussten beide auf Kurs gebracht werden und der herannahende Komet genau beobachtet und aufgenommen. „Die autonomen Navigationssysteme des Impaktors erwachten gerade rechtzeitig zum Leben“, so Shyam Bhaskaran, Navigator der Sonde vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena. „Unsere vorläufigen Analysen ergeben drei korrigierende Manöver der Einschlagssonde, 90, 35 und 12,5 Minuten vor der Kollision.“ Als der Impactor schließlich plangemäß mit zehn Kilometer pro Sekunde mit dem Kometen zusammenstieß, war das Mutterschiff zur Stelle und konnte die Ereignisse aufnehmen. Rund vier Minuten lang sammelte die Sonde Daten und schickte sie über eine direkte Verbindung zur Erde. Dann brach die Verbindung ab, da das Raumschiff in den Staubschweif des Kometen eintrat und alle sensiblen Aufbauten daher hinter einem Schutzschild verborgen wurden. Erst eine halbe Stunde später meldete sich Deep Impact erneut bei der Bodenstation.

Bilder übertreffen Erwartungen
Schon die ersten Bilder machten deutlich, dass der Impakt einen weitaus stärkeren Lichtblitz hervorrief als zuvor angenommen. Zusammen mit den anderen Details der Aufnahmen erlaubt er den Wissenschaftlern erstmals einen Einblick tief in das Innenleben eines Kometen. „Es heißt, ein Bild sagt mehr als tausend Worte“, so Projektleiter Rick Grammier vom JPL. „Aber wenn man sich einige der Bilder anschaut, die wir in den frühen Morgenstunden des 4. Juli 2005 erhalten haben, können wir daraus eine ganze Enzyklopädie schreiben.“ “Das letzte Bild wurde aus nur 30 Kilometern Entfernung von der Kometenoberfläche aufgenommen“, ergänzt A'Hearn. „Aus dieser Nähe können wir Strukturen von weniger als vier Metern Größe auf der Oberfläche erkennen. Als ich mich für diese Mission bewarb, wollte ich einen Kometen mal von nahem sehen, aber das hier ist auf verrückte Weise großartig.“

Neue Erkenntnisse über das Sonnensystem
„Dass die Sonde den extrem nahen Vorbeiflug und den Schildmodus überlebt hat, ist das Sahnehäubchen auf diesen herausragenden Tag“, erklärt Grammier. „Bald werden wir alle Informationen der Begegnung in einem Schwung von der Sonde herunterladen und dem Wissenschaftlerteam übergeben können.“ Das Ziel der Deep Impact Mission war es, einen Blick unter die Oberfläche eines Kometen zu erlangen. Denn dort, so die Hoffnung der Wissenschaftler, könnte sich Material aus den Anfängen des Sonnensystems nahezu unverändert erhalten haben. Die Auswertung der Daten soll unter anderem mehr Aufschluss über die Entstehung unseres Planetensystems geben und Informationen über die Eigenschaften und Zusammensetzung der „kosmischen Wanderer“, der Kometen geben. „Die Mission ist ein überwältigender Erfolgt“, kommentiert Andy Dantzler, Direktor der Abteilung für Sonnensystemforschung der NASA. „Morgen und in den nächsten Tagen werden wir eine Menge mehr über die Ursprünge unseres Sonnensystems wissen.“

Quellenangabe: NASA Presseerklärung