Die Vorhersagen diverser Kometenforscher, was wirklich mit dem Kern passieren wird, gehen allerdings weiterhin extrem auseinander (siehe auch Artikel 958 Listenpunkt 2): Sie reichen von überhaupt keinem Effekt - der Impactor verschwindet einfach unter der Oberfläche - bis zum Zerbrechen des Kerns. Aber unsere Unwissenheit über das Innenleben der Kometenkerne zu mindern, ist schließlich die Aufgabe der Mission, und auch die besten Nahaufnahmen eines Kometenkerns dürfte sie liefern: mit der Kamera auf dem Impactor, die diesem ansonsten beim Zielanflug hilft. Sollte das Startfenster zu Tempel 1 übrigens doch verpaßt werden, könnte man später zu Schwassmann-Wachmann 3 fliegen, der allerdings einen kleineren Kern und eine staubigere Koma hat. [15.12.2004]

[990] Quelle: NASA-Pressekonferenz mit den Top-Managern des Projekts am 14.12.2004. Links: ein NASA Release und Artikel von Spacefl. Now und Space Today.

Komet Machholz wird immer heller (siehe auch Artikel 983) und hatte bis zum 15. Dezember bereits rund 4.5^m erreicht, doch die Flächenhelligkeit seiner beiden Schweife ist sehr gering: die aktuellen Schätzungen, Fotos von Kerschhuber, Koprolin und Westlake und Berichte von Vollmann.

Quaoars Oberfläche 'kürzlich' neu gebildet

Mit dem japanischen 8-m-Teleskop Subaru ist der Nachweis von kristallinem Wassereis und auch Ammoniak-Hydrat in der Oberfläche des großen und nur 18.5^m_V hellen Kuiperoids (50'000) Quaoar gelungen (wobei das bei der zweiten Verbindung weniger klar ist): Das ist eine Überraschung, denn Wassereis bei Quaoars Gleichgewichtstemperatur von 50 Kelvin sollte nur als amorphes Eis ohne Kristallstruktur vorliegen. Um es in den kristallinen Zustand zu bringen, muß es auf mindestens 110 K »erhitzt« werden: Erst dann werden die Wassermoleküle in dem Festkörper genügend in Bewegung gebracht, um sich in die kompaktere kristalline Phase zu bewegen.

Nun kann sich Quaoar diese Wärme weder bei einem Besuch näher an der Sonne zugezogen haben (seine Bahn ist ein stabiler Kreis, weil er dem Neptun nie nahekommt), noch kann das kristalline Eis aus seiner wilderen Entstehungszeit stammen: Einschläge geladener Teilchen sorgen im Kuipergürtel dafür, daß kristallines Eis innerhalb von 10 Mio. Jahren wieder amorph wird. Stattdessen kann man vermuten, daß es im Inneren Quaoars noch genügend Radioaktivitätswärme gibt, um kristallines Eis zu erzeugen und einen Kryovulkanismus - wie auf einigen Uranusmonden - anzutreiben, der es zur Oberfläche steigen läßt. Und auch gelegentliche Impakte könnten einen Beitrag zur Freilegung neuer Schichten leisten. [15.12.2004]

[989] Quelle: Jewitt & Luu, Nature 432 [9.12.2004] 731-3. Links: eine Sonderseite von Jewitt (mit Link zum Paper) und Artikel von Nature und Space Today.

Ein Planet kreist um ein Paar aus einem Stern und einem Braunen Zwerg, wobei Planet und Zwerg eine 1:5-Bahnresonanz haben - wie solch ein exotisches System entstanden sein mag, gibt zu denken: ein Paper von Correia & al.

Auswirkungen koronaler Massenauswürfe im Gasschweif Ikeya-Zhangs gesichtet

Dank der vielen Amateuraufnahmen des Frühjahrskometen von 2002 (siehe Artikel 450) und der ständigen Überwachung der Sonnenkorona durch den Satelliten SOHO ist es jetzt gelungen, mehrere kurzzeitige Verbiegungen des Plasmaschweifs von Komet 153P direkt auf koronale Massenauswürfe (CMEs) der Sonne zurückzuführen - ohne den Einsatz der Amateure wäre dies schlicht unmöglich gewesen. Nun läßt sich zeigen, daß die Störungen im Sonnenwind bis zu 1131 km/s schnell waren, gegenüber der normalen Strömungsgeschwindigkeit des Sonnenwinds von 800 km/s.

Die CMEs brauchten jeweils 1 bis 2 Tage bis zum Kometen, dessen Schweif jeweils kurz »wedelte« (so am 2., 9. und 10.3. und 17.4.2004) und nach spätestens einer Stunde wieder so ungestört aussah wie zuvor. Auch alte Kometenfotos sollen nun entsprechend analysiert werden (was bei Halley-Bildern von 1985 und auch 1910 schon geklappt hat): Das Verhalten der Sonnenkorona zu vielen Zeiten vor der Ära der Sonnensatelliten könnte sich recht zuverlässig rekonstruieren lassen. Korona-Archäologie, sozusagen ... [15.12.2004]

[988] Link: Nature.

Ultraschall in der Photosphäre der Sonne ist in Daten des Satelliten TRACE nachgewiesen worden - die Schwingungen haben mit 1/10 Hertz eine viel höhere Frequenz als die altbekannten Sonnenoszillationen und werfen viele Fragen auf: ein SwRI Press Release mit Bildern.

Exoplaneten und alte Staubscheiben um dieselben Sterne

Bislang gab es nur einzelne vage Hinweise in Sub-mm-Daten, die nicht wirklich überzeugten, aber der IR-Satellit Spitzer hat sie nun eindeutig gefunden: Staubscheiben um gleich mehrere sonnenähnliche Sterne, bei denen zuvor bereits - mit der Radialgeschwindigkeitsmethode - ausgewachsene Planeten nachgewiesen worden waren. Bei 26 derartigen Sternen in 50 bis 100 Lichtjahren Entfernung ist Spitzer insgesamt sechsmal fündig geworden: Zwar kann der Satellit mit seinem Mini-Teleskop die Scheiben nicht räumlich auflösen, aber die Sterne zeigen zwischen 2- und 15-mal so starke IR-Emission wie sie nach ihrem Spektraltyp zu erwarten wäre. Fein verteilter Staub in einigen Dutzend Astronomischen Einheiten Sternabstand, der von den Sternen auf rund 50 Kelvin erwärmt wird, ist die naheliegende Erklärung dafür.

Dieser Staub hat nichts mehr mit jener Scheibe zu tun, aus der die Planeten einst entstanden: Bis auf einen Fall sind die Sterne alle viel zu alt (ähnlich wie die Sonne). Vielmehr dürfte es sich um Staub handeln, der heute noch produziert wird, und zwar in Gegenstücken zum Kuipergürtel des Sonnensystems, wo übriggebliebene Planetesimals gelegentlich zusammenstoßen. Das muß auch in unserem Kuipergürtel passieren, wo allerdings so wenig Staub entsteht, daß er sich dem direkten Nachweis über seine IR-Emission entzieht (aber siehe Artikel 421). Auch Spitzer hätte unseren Kuiperstaub bei einem anderen Stern nicht entdecken können: In den sechs detektierten Staubscheiben steckt die 10- bis 100-fache Menge (aber immer noch so wenig, daß man daraus nicht mal einen Erdmond machen könnte).

Die geringe Emission könnte auch die Erklärung sein, warum bei den 20 anderen Sternen kein Nachweis glückte: Spitzer kann zwar um etwa einen Faktor 5 tiefer schauen als alle bisherigen Methoden, sieht aber vermutlich doch nur die dicksten Scheiben (von denen eine eventuell auch direkt von Hubble gesichtet werden könnte und die sich in jedem Fall als Motive für die zukünftigen Satelliten JWST und TPF anbieten). Doch das ist bereits ein weiterer fundamentaler Schritt: Zum ersten Mal sieht man nun bei mehreren Sternen gleichzeitig Spuren von Überresten aus der Entstehungsphase ihres Planetensystems und die Planeten selbst (wobei keine Korrelation zwischen der Stärke des IR-Exzesses und Besonderheiten der Planeten ins Auge sticht). Und das bestätigt die Standardvorstellung, daß solche Systeme erst durch eine Planetesimal-Phase gehen mußten. [10.12.2004]

[987] Quelle: NASA-Telekonferenz am 9.12.2004. Links: Press Releases von Spitzer und Hubble (Hubbles Scheiben wurden bei jungen Sternen beobachtet und haben mit den Spitzer-Scheiben nicht direkt zu tun) und ein Artikel von Sky & Tel.

Ein ultrakühler Unterzwerg mit extrem hoher Eigenbewegung (3.5 Bogensekunden pro Jahr) ist bei einer Himmelsdurchmusterung aufgespürt worden - es dürfte der derzeit sonnennächste Stern aus dem Halo der Milchstraße sein, der zufälligerweise vorbeikommt: ein Paper von Scholz & al. und eine AIP PM.

Kein Staub im Supernova-Rest Cas A - ein vermeintlicher Nachweis hat sich als Täuschung durch Staubwolken im Vordergrund erwiesen, womit weiter nach dem Ursprung von Staub in fernen Quasaren gesucht werden muß: ein Paper von Krause & al. und ein U of A Press Release.

Eine Galaxie ganz in unserer Nähe, die vor nur 500 Mio. Jahren entstand und aus irgendeinem Grund erst dann begann, in mehreren Schüben Sterne zu bilden, ist I Zwicky 18 - dieser Verdacht bereits aus dem Jahr 1972 ist nun durch Hubble-Aufnahmen klar bestätigt worden: ein HST Press Release und Artikel von BBC und BdW.

Gutachter halten Hubble-Roboter für unrealistisch - und die Akademie fordert eine bemannte Mission!

Der Anfang vom Ende für die kühnen NASA-Pläne aus Artikel 936c, das Hubble Space Telescope mit einem ferngesteuerten Roboter zu warten? Ein externes Gutachten hat ein vernichtendes Ergebnis, und die National Academy of Sciences, die die Optionen für das Weltraumteleskop unter die Lupe genommen hat, ist in ihrem Abschlußbericht zu derselben Einschätzung gekommen. Nach Einschätzung der Aerospace Corp. würde es fünf (!) Jahre dauern, die bis nötige Technologie für einen Service-Roboter überhaupt einsatzreif sei (dann ist der Satellit wahrscheinlich bereits irreparabel ausgefallen), bis zu 2 Mrd.$ kosten (wovon allerdings auch interne NASA-Studien ausgehen) und trotzdem nur eine Erfolgschance von 50% haben. Dann doch lieber einen neuen Satelliten für die zwei neuen Instrumente bauen: Das würde zwar 1.9 bis 2.3 Mrd.$ kosten, hätte aber eine Erfolgswahrscheinlichkeit von 80%. Die Akademie sieht dieselben Zeitprobleme und sogar nur eine Erfolgswahrscheinlichkeit von 30% und macht sich daher gegen den Roboter und für die ursprünglich geplante Shuttle-Mission stark - deren Risiko kaum größer als bei einem ISS-Besuch sei.

Die Einwände der Studien läßt die NASA indes nicht gelten: Fortschritte in der Weltraumrobotik in diesem Jahr (allerdings im Laborversuch und nicht unter Realbedingungen) hätten gezeigt, daß es eben doch ginge - und daß man komplexe Probleme in Rekordzeit lösen könne, habe doch schon die Vorbereitung der ersten Hubble-Service-Mission bewiesen. Die war 1990 beschlossen und schon Ende 1993 erfolgreich durchgeführt worden - die Hardware (zum Korrigieren von Hubbles Sehfehler und zum Ersetzen der schwingenden Solarzellen) war innerhalb von drei Jahren aus dem Nichts entwickelt worden, während es diesmal sogar schon Vorarbeiten in Sachen Robothände gäbe. Die Befürworter eines bemannten Hubble-Servicing gewinnen durch das Gutachten und den bisher nur als Preprint vorliegenden Bericht indes weiter an Boden, und es werden schon die tollsten Szenarien diskutiert, um das Risiko für die Astronauten noch weiter zu senken: Man könnte z.B. eine russische Mini-Raumstation auf den Orbit des HST schießen, in die sich die Astronauten bei einem schweren Shuttle-Schaden flüchten könnten - womöglich immer noch billiger als der Roboter ... [10.12.2004]

[986] Links: ein Nat'l Academies Press Release, der komplette Bericht als Preprint, und Artikel von Sky & Tel., Nature, Fla. Today, Wired, Space Today und Welt dazu sowie Houston Chronicle, Space Today und Fla. Today zu dem anderen Gutachten. Zusätzliche Quelle: ein Kommentar in AW&ST vom 6.12.2004 S. 78.

Der Shuttle soll ohne Reparaturmöglichkeit für schwere Außenschäden starten, wenn die Flüge im Mai 2005 wieder aufgenommen werden - entgegen früherem Optimismus ist man von Technologie, um ein Leck wie bei der Columbia zu beheben, noch Jahre entfernt, und das CAIB habe ja auch nur gefordert, das möglichste zu versuchen: Spacefl. Now, Fla. Today, Houston Chronicle.

Auf der ISS werden die Nahrungsmittel knapp, weil die Besatzungen in letzter Zeit zu viel gefuttert haben - jetzt ist Kaloriensparen angesagt, und wenn der nächste Progress-Transporter verunglücken sollte, müßte die Station binnen Tagen evakuiert werden: Aerosp. Daily, Houston Chron., Fla. Today.

Die nächste ESA-Mission zur ISS heißt »Eneide«, nach dem Vergil-Epos über u.a. die Gründung Roms - der Italiener Roberto Vittori wird die Expedition 11 begleiten und mit Nr. 10 nach 10 Tagen zurückkehren und damit als erster Europäer zum zweiten Mal die Raumstation besuchen: ESA Press Release.

Schiebung, Mischung, Fremdplaneten? Aufruhr im jungen Sonnensystem

Das Sonnensystem ist nicht in der Form entstanden, wie wir es heute vorfinden: Das haben in den letzten zehn Jahren Computersimulationen einerseits und Untersuchungen an Proto-Planetensystemen fremder Sterne andererseits immer klarer gemacht. Die Eigenschaften der heutigen Bahnen bestimmter Objekte lassen sich am einfachsten und vermutlich nur erklären, wenn es in der Anfangsphase des Sonnensystems - das damals noch in einer massereichen Scheibe aus übriggebliebenen Bausteinen bestand - zu erheblichen dynamischen Prozessen gekommen ist. Und die chemisch-physikalischen Eigenschaften der Körper lassen sich am besten verstehen, wenn bereits die Staubwolke, aus der alles entstand, kräftig umgerührt worden ist.

• Der Neptun wanderte um mindestens 7 AU nach außen, durch Drehimpulsaustausch mit den Resten der Scheibe: Dieses erstmals 1995 postulierte Szenario ist durch verfeinerte Computersimulationen inzwischen so weit entwickelt worden, das es alle wesentlichen Eigenschaften des Kuiper-Gürtels zwanglos erklärt (s.a. Artikel 791). Während Neptuns Orbit expandierte und seine Bahnperiode zunahm, wanderten auch die 2:3- und 1:2-Resonanzen der Umlaufzeiten nach außen durch die Restscheibe aus Planetesimals - die dabei in den Resonanzen gefangen und mit ihnen konsequent nach außen »gefegt« wurden.

  In den neuesten Modellen endete die ursprüngliche Scheibe bereits bei einem Radius von 30 AU, eine Annahme, die gleich drei fundamentale Beobachtungen erklärt. Zum einen mußte die Wanderung Neptuns zwangsläufig dort enden, wo die Scheibe zuende war, und der Planet hat heute einen Bahnradius von 30 AU. Gleichzeitig findet aber auch das ziemlich harte Ende des Kuipergürtels bei 50 AU (siehe Artikel 142) eine natürliche Erklärung: Hier sind die von Neptun aufgefegten und eingefangenen Planetesimals in der 1:2-Resonanz mit dem Planeten gelandet (während die in der 2:3-Resonanz die weiter innen umlaufenden »Plutinos« sind).

  Und schließlich wird auch klar, warum der heutige Kuipergürtel mit 1/100 bis 1/10 Erdmasse eine viel geringere Masse hat, als man erwarten sollte - denn nur bei einer 100- bis 1000-mal größeren Gesamtmasse wäre es zu verstehen, warum sich die Körper überhaupt dort hätten bilden können. Im neuen Szenario befand sich aber anfangs in der Zone 30 bis 50 AU überhaupt nichts, und die heute dort anzutreffenden Kuiperoids hat erst der wandernde Neptun dorthin geschoben - während gleichzeitig eine wesentlich größere Zahl an Planetesimals aus dem Sonnensystem herausgeworfen wurde. Auch wesentliche Details der Verteilungen der Bahnelemente im Kuipergürtel kann das Modell nun gut beschreiben.

• Kam es zu einer intensiven Wechselwirkung mit einer anderen Planetesimalscheibe? Diese Möglichkeit ist ebenfalls in Rechnermodellen - mit enormen Verbrauch an CPU-Zeit! - erforscht worden, denn die Sonne residierte anfangs vermutlich wie die meisten Sterne in einem dichten Sternhaufen. Wenn zwei Sterne nahe aneinander vorbei zogen, würde dies zum einen eine (weitere) Erklärung für das abrupte Ende des heutigen Kuipergürtels bei 50 AU liefern - und auch für die Herkunft der Exoten Sedna (siehe Artikel 869, 871 und 891) und 2000 CR105 mit ihren großen Periheldistanzen und hohen Exzentrizitäten.

  Um den Ursprung Sednas war es bei den Simulationen ursprünglich gegangen: Zwar hätten 1000-km-Körper nach heutiger Vorstellung in akzeptabler Zeit auch in 70 AU Sonnenabstand wachsen können - doch auf Kreisbahnen. Um sie auf starke Ellipsen zu befördern, wäre ein viel größerer Planet in ähnlichem Abstand als Störer vonnöten gewesen, doch der hätte so weit draußen gar nicht entstehen können (und es wurde auch nie einer entdeckt). Der Vorbeiflug eines sonnenähnlichen Sterns in einigen hundert AU Abstand ist die naheliegende Alternative, um Körper auf Sedna-artige Orbits zu befördern, und nun wurde diese Art von Wechselwirkung zum ersten Mal im Detail simuliert: Auch der andere Stern erhielt dabei eine Restscheibe verpaßt.

  Das Ergebnis hängt stark von den geometrischen Details der Begegnung ab, aber die Wahrscheinlichkeit, daß ein Planetoid auf einer Bahn mit 60 bis 80 AU Radius am Schluß auf Sednas Orbit landet, liegt demnach bei rund 50%. Und es gibt sogar eine 10%ige Chance, daß Sedna aus der Scheibe des anderen Sterns eingefangen wurde! Umgekehrt könnte unser Sonnensystem Körper an den anderen Stern abgegeben haben - solche »Fremdkörper« würden durch große Bahnneigungen auffallen, und der Fund weiterer Sedna-ähnlicher Objekte fern der Ekliptik würde das heute noch ziemlich spekulative Austauschszenario unterstützen. Die Wahrscheinlichkeit, daß 2000 CR105 solch ein Eingefangener ist, liegt immerhin 2- bis 3-mal höher als bei Sedna.

• Indizien für eine radiale Durchmischung protoplanetarer Scheiben liefern IR-Spektren dreier solcher Scheiben anderer Sterne mit dem VLT-Interferometer: Dank seiner 20 Millibogensekunden = 1-2 AU Auflösung konnte es die Innenbereiche der Scheiben separat spektroskopieren. Die Unterschiede zu den Außenbereichen sind markant: Näher am Stern ist der Staub größtenteils kristallisiert, offenbar die Folge der Hitze, die amorphes Material verändert. Allerdings findet man in zirkumstellaren Scheiben wie auch im Sonnensystem kristalline Silikate auch in größerem Sternabstand: Entweder ist es dort durch Schocks, Blitze etc. zur Kristallisation gekommen - oder aber es gibt effiziente Transportprozesse. Die VLTI-Spektren scheinen das letztere Szenario zu unterstützen.