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Die Raumsonde Swift erfüllt heutzutage doppelte Aufgaben. Normalerweise hält der Satellit Gamma-ray Explorer Ausschau nach hochenergetischen Ausbrüchen und kosmischen Explosionen. Aber jetzt beobachtet Swift auch den Kometen Lulin, wie er sich der Erde nähert. Zum ersten Mal sehen Astronomen gleichzeitig Ultraviolett- und Röntgenbilder eines Kometen. „Der Komet setzt eine große Menge Gas frei, was ihn zu einem idealen Ziel für Röntgenbeobachtungen macht“, sagte Andrew Read, ebenfalls in Leicester. Und die ultravioletten Daten zeigen, dass Lulin auch eine riesige Menge Wasser abgibt, etwa 800 Gallonen Wasser pro Sekunde!
„Wir werden keine Raumsonde zum Kometen Lulin schicken können, aber Swift gibt uns einige der Informationen, die wir von einer solchen Mission erhalten würden“, sagte Jenny Carter von der University of Leicester, Großbritannien, die federführend ist die Studium.
Kometen werden „schmutzige Schneebälle“ genannt, da sie Klumpen gefrorener Gase sind, die mit Staub vermischt sind. Wenn sich Kometen der Sonne nähern, werden Gas und Staub freigesetzt. Der Komet Lulin, der offiziell als C/2007 N3 bekannt ist, wurde letztes Jahr von Astronomen des taiwanesischen Lulin-Observatoriums entdeckt. Der Komet ist jetzt von einem dunklen Ort aus schwach sichtbar. Lulin wird am späten Abend des 23. Februar für Nordamerika am nächsten an der Erde vorbeiziehen – 38 Millionen Meilen oder etwa 160 Mal weiter als der Mond.
Am 28. Januar trainierte Swift sein Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT) und X-Ray Telescope (XRT) auf dem Kometen Lulin. „Der Komet ist ziemlich aktiv“, sagte Teammitglied Dennis Bodewits, ein Postdoktorand der NASA am Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. „Die UVOT-Daten zeigen, dass Lulin jede Sekunde fast 800 Gallonen Wasser vergoss.“ Das reicht aus, um ein olympisches Schwimmbecken in weniger als 15 Minuten zu füllen.
Komet Lulin durchquerte das Sternbild Waage, als Swift es sich vorstellte. Diese Ansicht führt die Swift-Daten mit einem Digital Sky Survey-Bild des Sternenfeldes zusammen. Bildnachweis: NASA/Swift/Univ. of Leicester/DSS (STScI, AURUA)/Bodewits et al.
Swift kann das Wasser nicht direkt sehen. Aber ultraviolettes Licht der Sonne spaltet Wassermoleküle schnell in Wasserstoffatome und Hydroxylmoleküle (OH) auf. Swifts UVOT erkennt die Hydroxylmoleküle, und seine Bilder von Lulin zeigen eine Hydroxylwolke, die sich über fast 250.000 Meilen erstreckt oder etwas größer ist als die Entfernung zwischen Erde und Mond.
Der UVOT enthält ein prismenähnliches Gerät, das als Grisma bezeichnet wird und das einfallende Licht nach Wellenlänge trennt. Der Bereich des Grisms umfasst Wellenlängen, in denen das Hydroxylmolekül am aktivsten ist. „Dadurch haben wir einen einzigartigen Einblick in die Gasarten und -mengen, die ein Komet produziert, was uns Hinweise auf die Entstehung von Kometen und das Sonnensystem gibt“, erklärt Bodewits. Swift ist derzeit das einzige Weltraumobservatorium, das diesen Wellenlängenbereich abdeckt.
In den Swift-Bildern erstreckt sich der Schweif des Kometen nach rechts. Die Sonnenstrahlung schiebt Eiskörner vom Kometen weg. Wenn die Körner allmählich verdampfen, bilden sie einen dünnen Hydroxylschwanz.
Weiter vom Kometen entfernt erliegt sogar das Hydroxylmolekül der ultravioletten Sonnenstrahlung. Es zerfällt in seine Bestandteile Sauerstoff- und Wasserstoffatome. „Der Sonnenwind – ein sich schnell bewegender Teilchenstrom von der Sonne – interagiert mit der breiteren Atomwolke des Kometen. Dadurch leuchtet der Sonnenwind mit Röntgenstrahlen auf, und das sieht Swifts XRT“, sagte Stefan Immler, ebenfalls bei Goddard.
Diese Wechselwirkung, die als Ladungsaustausch bezeichnet wird, führt zu Röntgenstrahlen von den meisten Kometen, wenn sie sich in etwa der dreifachen Entfernung der Erde von der Sonne bewegen. Da Lulin so aktiv ist, ist seine Atomwolke besonders dicht. Als Ergebnis erstreckt sich der Röntgenstrahlen emittierende Bereich weit sonnenwärts des Kometen.
„Wir freuen uns auf zukünftige Beobachtungen des Kometen Lulin, wenn wir hoffen, bessere Röntgendaten zu erhalten, um seine Zusammensetzung zu bestimmen“, sagte Carter. „Sie werden es uns ermöglichen, ein vollständigeres 3-D-Bild des Kometen während seines Fluges durch das Sonnensystem zu erstellen.“