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Die ultraviolette Aurora von Komet 67P
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Bern
astronews.com
22. September 2020
Auf der Erde bringen sogenannte Aurora-Phänomene als Polarlichter die
Menschen zum Staunen. Jetzt haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
eine solche Aurora auch beim Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko im ultravioletten
Wellenlängenbereich entdeckt. Der Nachweis dieses Phänomens gelang dank der
Analyse von Daten der Rosetta-Mission der ESA.
Gas und Staub steigen von der Oberfläche des
Kometen 67P auf, während er sich dem
sonnennächsten Punkt auf seiner Umlaufbahn
nähert.
Bild: ESA / Rosetta / NAVCAM [Großansicht] |
Bei den Polarlichtern auf der Erde bewegen sich elektrisch geladene Teilchen
des Sonnenwindes entlang des irdischen Magnetfeldes. Diese treffen bei hohen
Breitengraden auf Atome und Moleküle des Stickstoffs und des Sauerstoffs der
oberen Erdatmosphäre und bringen diese dabei zum Leuchten. Solche oder ähnliche
Aurora-Phänomene wurden aber auch bei anderen Planeten und deren Monden
entdeckt. Wie ein internationales Team jetzt berichtet, konnte das Phänomen nun
auch beim Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko nachgewiesen werden.
Auch bei 67P sind für die Aurorae die Teilchen des Sonnenwindes
verantwortlich, die auf das Gas um den Kometen, die sogenannte Koma, treffen.
"Das dabei entstehende Leuchten ist einzigartig", sagt Marina Galand vom
Imperial College London, Hauptautorin der Studie. "Es wird durch einen Mix
von Prozessen verursacht, welche auf der Erde, dem Mars aber auch bei den
Jupitermonden beobachtet werden."
Die Forschenden konnten dank der Analyse von Daten der Rosetta-Mission
der europäischen Weltraumagentur ESA nachweisen, dass im Fall von 67P
Sonnenwind-Elektronen zum Kometen hin beschleunigt werden und dort auf das Gas
in der Koma treffen. "Da dieser Prozess sehr energiereich ist, ist auch das
daraus resultierende Leuchten energiereich und daher im ultravioletten Bereich,
der für das menschliche Auge unsichtbar ist", erklärt Martin Rubin vom
Physikalischen Institut der Universität Bern.
Diese UV-Emissionen waren zwar bereits früher bei 67P beobachtet
worden. Damals hatte man aber fälschlicherweise angenommen, dass diese
Emissionen durch Photonen verursacht werden, ähnlich dem sogenannten
Nachthimmelsleuchten auf der Erde. "Unsere Analyse der Rosetta-Daten
hat aber gezeigt, dass beim Kometen 67P Sonnenwind-Elektronen der Grund für das
Leuchten sind und eben nicht Photonen, wie bislang angenommen", so Galand
weiter.
"Rosetta ist die erste Mission die eine Aurora im UV-Bereich bei
einem Kometen beobachtet hat", sagt Matt Taylor, wissenschaftlicher
Projektleiter bei der ESA. "Aurorae sind grundsätzlich schon spannend, wenn man
aber so etwas zum ersten Mal beobachten und die Details studieren kann, ist es
noch viel aufregender."
"Die Analyse war kompliziert und bedurfte Daten verschiedener Instrumente",
erklärt Kathrin Altwegg, Leiterin des Instruments ROSINA, dem Massenspektrometer
der Universität Bern, welches an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta Daten
des Kometen 67P gesammelt hatte und so unter anderem Informationen zur
Zusammensetzung und der Dichte der Koma geliefert hatte. Die Studie sei ein
Beleg dafür, dass unser Verständnis vertieft und neue Erkenntnisse gewonnen
werden können, wenn Daten verschiedener Teams, Instrumente und Computermodelle
herangezogen werden. "Und dies auch Jahre nach dem offiziellen Ende der Mission
2016 mit dem kontrollierten Absturz der Rosetta-Sonde auf die
Oberfläche des Kometen", so Altwegg weiter.
So analysierten die Forschenden um Marina Galand für die aktuelle Studie
neben Daten des Rosetta Orbiter Spektrometers für Ionen- und Neutralgas
Analyse (ROSINA) solche des Alice UV-Spektrographen, des Ionen- und
Elektronen Spektrometers (IES) sowie der Langmuir-Sonde (LAP) des Rosetta
Plasma Consortiums (RPC), des Mikrowellen-Instruments für den Rosetta
Orbiter (MIRO) und des Visible and InfraRed Thermal Imaging
Spectrometer (VIRTIS).
Aurora-Phänomene werden in den unterschiedlichsten Umgebungen in unserem
Sonnensystem und auch darüber hinaus beobachtet. "Ein Magnetfled wie auf der
Erde wird dazu aber nicht benötigt, der Komet 67P hat selber nämlich keines",
erklärt Rubin. Das Aurora-Phänomen bei 67P ist deswegen diffuser als auf der
Erde. "Die Beobachtung kometärer Aurora-Phänomene hat durchaus einen
ästhetischen Wert. Darüber hinaus könnten die UV-Beobachtungen dereinst von der
Erde aus aber auch Rückschlüsse zum Sonnenwind bei eben diesen Kometen bringen –
auch ohne dass dabei eine Raumsonde wie Rosetta vor Ort sein muss", so
Rubin.
Über die Ergebnisse berichtet das Team in einem
Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Astronomy
erschienen ist.
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