‚Oumuamuas: Interstellarer Besucher wahrscheinlich ein Komet

Im Herbst 2017 machte ein seltsames astronomisches Objekt namens ‚Oumuamua Schlagzeilen auf der ganzen Welt.

 ‚Oumuamua wird entdeckt

Bereits vor Monaten war der unbekannte Himmelskörper aus dem interstellaren Weltraum, dem Freien Raum zwischen den Sternen, gekommen, hatte eine elliptische Kurve durch das innere Sonnensystem geflogen und war nun bereits wieder auf dem Weg in die Tiefen des Alls.

Am 19.Oktober 2017 meldete das US-amerikanische Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System-1 (Pan-STARRS-1) auf Hawaii die ersten Ortung des seltsamen Objekts. Weitere Beobachtungen der Europäischen Südsternwarte (ESO oder European Southern Observatory) im Atacama-Hochland in Chile zeigten, dass das später ‚Oumuamua getaufte Objekt ein Asteroid oder ein Komet war.

 ‚Oumuamua mit hoher Geschwindigleit

Das Pan-STARRS-1-Teleskop hatte am 19. Oktober 2017 einen schwachen Lichtpunkt entdeckt, der zunächst aussah wie ein normaler kleiner Asteroid, wie sie zu zehntausenden im Sonnensystem herumschwirren. Auffällig war nur seine hohe Geschwindigkeit.

Astronomen aus Europa und den USA machten sie daran, dass ungewöhnlich schnelle Objekt genauer unter die Lupe zu nehmen. Woher kam es? Warum flog es so schnell? Zunächst wurde ‚Oumuamua als Komet eingestuft, was die Astronomen später aber wieder verwarfen, weil sie keine für Kometen typische Aktivitäten feststellen konnten. Nach weiteren Beobachtungen mussten sie ihre Einschätzungen erneut ändern und klassifizierten den interstellaren Besucher nun wiederum als Kometen.

Der Name des Objekts ist hawaiianischen Ursprungs und bezeichnet einen Boten, der aus der fernen Vergangenheit zu uns geschickt wurde.Was in gewisser Weise sogar stimmt, denn ‚Oumuamua fliegt offenbar seit Jahrtausenden durch den interstellaren Raum. Ausgesprochen wird der Name mit einem ‚H‘ am Anfang, also ‚Houmuamua‘.

Astronomen erforschen ‚Oumuamua

Mit Hilfe weiterer Beobachtungen konnten die Flugbahn des interstellaren Besuchers recht gut berechnen. Diese Bahnberechnungen zeigten, dass ‚Oumuamua bereits im September 2017 seinen sonnennächsten Punkt erreicht hatte und wieder auf dem in den Freien Weltraum war. Anzeichen für kometentypische Aktivitäten, also typischer das Ausstoßen von Gas, wenn sich die Oberfläche durch die nahe Sonne aufheizt, ließen sich zunächst nicht feststellen.

Die Astronomen mussten sich mit ihren Beobachtungen beeilen. „Wir mussten schnell handeln”, erklärt Teammitglied Olivier Hainaut von der ESO in Garching. „`Oumuamua war schon am sonnennächsten Punkt vorbei und bereits wieder auf dem Weg zurück in den interstellaren Raum.“ Seine Oberflächentemperatur und seine Helligkeit nahmen bereits wieder ab, was es schwierig machte, mehr über den Himmelskörper herauszufinden.

Die Astronomen richteten ESOs Very Large Telescope im chilenischen Hochland auf ‚Oumuamua. Sie wollten die Bahn des interstellaren Asteroiden, seine Bahn und seine Farbe genauer bestimmen. Das internationale Astronomenteam um Karen Meech vom Institute for Astronomy auf Hawaii präsentierte ziemlich schnell eine bedeutende Entdeckung. ‚Oumuamua dreht sich alle 7, 3 Stunden um die eigene Achse.

Karen Meech erläuterte, warum das so bedeutend ist: „Diese ungewöhnlich starke Helligkeitsänderung deutet darauf hin, dass das Objekt sehr langgezogen sein muss: etwa zehnmal so lang wie breit, mit einer komplexen, gewundenen Form. Wir fanden auch heraus, dass es eine dunkelrote Farbe besitzt, ähnlich wie Objekte im äußersten Bereich des Sonnensystems. Außerdem konnten wir bestätigen, dass es vollständig inaktiv ist, weil wir in seiner direkten Umgebung nicht den geringsten Hinweis auf Staub finden konnten.“

Daraus schlossen die Astronomen, dass ‚Oumuamua wahrscheinlich aus reinem Gestein oder aus Gestein mit einem hohen Metallanteil besteht. Nach diesen ersten Beobachtungen stuften sie ‚Oumuamua als Asteroid ein. Ein Kometenkern besteht üblicherweise aus Gestein, dass durch Eis zusammengehalten wird. Dagegen fanden sich durch die ersten Beobachtungen auf ‚Oumuamua weder Wasser oder Eis in nennenswerten Mengen. Seine Oberfläche ist durch die kosmische Strahlung dunkel und von rötlicher Farbe. Die Wissenschaftler schätzten seine Länge auf etwa 400 Meter.

Woher kam ‚Oumuamua?

Durch die Berechnungen seiner Flugbahn fanden die Forscher zudem heraus, woher der Besucher ursprünglich kommt. Wenn man ‚Oumuamuas Flugbahn zurückverfolgt, zeigt sich, dass er aus der Richtung des Sterns Wega, dem hellsten Stern im Sternbild Lyra oder Leier, heran geflogen kam. Bei seiner Geschwindigkeit von 95 000 Kilometern pro Stunde hat er die Position der Wega vor etwa 300 000 Jahren passiert. Allerdings befand sich der Stern selbst zu dieser Zeit nicht an dieser Position. Also könnte ‚Oumuamua über viele Millionen Jahre durch die Milchstraße geflogen sein, ohne Teil eines Planetensystems gewesen zu sein.

Das ist nicht so ungewöhnlich wie es vielleicht scheint. Tatsächlich ist der interstellare Raum zwischen den Sternen nicht leer. Dort finden sich zahllose ungebundene Objekte – vom kleinen Felsbrocken über Gas- und Staubnebel bis hin zu planetengroßen Objekten. Unser Sonnensystem wird nach Schätzung von Astronomen etwa einmal im Jahr von interstellaren Asteroiden durchflogen. Allerdings sind sie in der Regel zu klein, um Aufmerksamkeit zu erregen.

‚Oumuamua: Auffällig durch Größe und längliche Form

Zudem liessen seine hohe Geschwindigkeit und seine Form den einen oder anderen Forscher vermuten, es könnte sich um ein nichtmenschliches Raumschiff oder eine Raumsonde handeln. Die längliche Form würde nämlich, ähnlich wie bei einem Flugzeug in der irdischen Lufthülle, die Reibung interstellaren Staubs am Objekt minimieren. Mitarbeiter des Projekts „Breakthrough Listen“ gingen dieser Vermutung nach und richteten im Dezember 2017 das Radioteleskop von Green Bank im US-Bundesstaat West Virginia auf den kosmischen Überraschungsgast.

Hinter „Breakthrough Listen“ steht der russische Milliardär Juri Millner, der das Projekt mit 100 Millionen Dollar finanziert. Die Initiative wurde 2015 von Wissenschaftlern wie Steven Hawking, dem Radioastronomen Frank Drake und dem Exoplaneten-Jäger Geoffrey Marcy gegründet. Ihre Arbeit wird von renommierten Astronomen und Forschungseinrichtungen getragen. Sie sucht nach Funksignalen außerirdischer Zivilisationen und will in zehn Jahren eine Million Sterne in unserer Galaxie und 100 benachbarte Galaxien untersuchen.

„Breakthrough Listen“ horchte also den rätselhaften Besuchern auf Frequenzen zwischen 1 und 12 Gigahertz ab. Außerdem lauschten sie auf Frequenzen, die ihre Kollegen an anderen Forschungseinrichtungen bisher nicht untersucht hatten. „Die Präsenz von ‚Oumuamua in unserem Sonnensystem bietet „Breakthrough Listen“ die Möglichkeit, mögliche künstliche Sender mit bisher nicht erreichten Empfindlichkeiten zu untersuchen und unsere Fähigkeit zu demonstrieren, nahegelegene, sich schnell bewegende Objekte zu verfolgen“, sagte Andrew Siemion, Direktor des Berkeley SETI Research Center.

‚Oumuamua stellte sich allerdings als natürliches Objekt heraus.

Neue Beobachtungsdaten: ‚Oumuamua doch kein Asteroid?

Mittlerweile sind Astronomen wieder von davon abgerückt, den interstellaren Besucher als Asteroiden zu bezeichnen. Ein Forscherteam um den ESO-Astronomen Marco Micheli hat Daten des europäischen Very Large Telescope (VLT) und anderer Observatorien ausgewertet und fand dabei heraus, dass sich ‚Oumuamua schneller bewegt als erwartet. Jedoch ist der gemessene Zuwachs minimal. Er liegt nur über der Geschwindigkeit, die nach den Gesetzen der Himmelsmechanik zu erwarten wäre.

Micheli und seine Kollegen entwickelten verschiedene Szenarien, um diesen Geschwindigkeitsüberschuss zu erklären. Die wahrscheinlichste Erklärung dafür sind Gasausbrüche an der Oberfläche, die durch die Sonneneinstrahlung hervorgerufen werden. Ursprünglich waren die Forscher davon ausgegangen, dass diese, eigentlich für Kometen typische, Ausbrüche auf ‚Oumuamua nicht vorkommen. Aber nun fanden sie heraus, dass diese Ausbrüche dem Himmelskörper einen geringen, aber messbaren Schub geben, der wiederum für die ungewöhnliche Geschwindigkeit verantwortlich ist. Am 1. Juni 2018 flog ‚Oumuamua mit etwa 114 000 Kilometern pro Stunde in den interstellaren Raum.

Als er sich noch tiefer im Sonnensystem aufhielt, hatten die Astronomen derartige Ausbrüche nicht festgestellt. Sie wären typisch für einen Kometen gewesen, also hatten sie den fremden Besucher als Asteroiden klassifiziert. Nun suchten sie nach Erklärungen. „Wir haben keinen Staub, keinen Schwanz und keine Koma gesehen, was ungewöhnlich ist“, sagte Karen Meech von der Universität von Hawaii, deren Team den Himmelskörper entdeckt 2017 entdeckt hatte. „Möglicherweise stößt ‚Oumuamua große und grobkörnige Staubwolken aus“, vermutete Meech.

Dieses Material ist dunkler und reflektiert weniger Licht als feiner Kometenstaub. Daher ist er schwerer zu sehen, weswegen ihn die Astronomen nicht nachweisen konnten. Das feinere Material wäre dann im Laufe von ‚Oumuamuas Reise durch die Leere zwischen den Sternen vom interstellaren Staub gewissermaßen abgeschmirgelt worden. Nun ist ‚Oumuamua wohl doch ein Komet, obwohl seine Herkunft und seine wohl weiterhin ungeklärt bleiben werden.

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Bildnachweis: ©ESO/European Southern Observatory