Der Zerfall eines Kometen

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Der Komet C/2025 K1 (ATLAS), hatte gerade seinen sonnennächsten Punkt erreicht und befand sich auf dem Weg aus dem Sonnensystem. Obwohl er nur wenige Tage zuvor noch intakt gewesen war, zerbrach K1 in mindestens vier Teile, während das NASA/ESA-Weltraumteleskop Hubble ihn beobachtete. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass dies während der Beobachtung durch Hubble geschah, ist extrem gering.

Der Komet K1, dessen vollständiger Name „Komet C/2025 K1 (ATLAS)“ lautet – nicht zu verwechseln mit dem interstellaren Kometen 3I/ATLAS –, war ursprünglich nicht das Ziel einer aktuellen Hubble-Studie. Die Ergebnisse wurden heute in der Fachzeitschrift „Icarus“ veröffentlicht.

„Manchmal entstehen die besten wissenschaftlichen Erkenntnisse durch Zufall“, sagte Mitforscher John Noonan, Forschungsprofessor am Fachbereich Physik der Auburn University in Alabama, USA. „Dieser Komet wurde beobachtet, weil unser ursprünglicher Komet aufgrund neuer technischer Einschränkungen nach der Bewilligung unseres Antrags nicht mehr sichtbar war. Wir mussten ein neues Ziel finden – und genau in dem Moment, als wir ihn beobachteten, zerbrach er, was eine äußerst unwahrscheinliches Ereignis ist.“

Noonan wusste nichts von der Fragmentierung von K1, bis er die Bilder einen Tag nach der Hubble-Aufnahme betrachtete. „Beim ersten Blick auf die Daten sah ich, dass vier Kometen auf den Bildern zu sehen waren, obwohl wir nur einen beobachten wollten“, sagte Noonan. „Da wussten wir, dass dies etwas ganz Besonderes war.“

Dies ist ein Experiment, das die Forscher schon immer mit Hubble durchführen wollten. Sie hatten zahlreiche Hubble-Beobachtungen vorgeschlagen, um den Zerfall eines Kometen zu dokumentieren. Leider sind diese sehr schwer zu planen und blieben bisher erfolglos.

„Die Ironie ist, dass wir gerade einen ganz normalen Kometen untersuchen, der vor unseren Augen zerfällt“, sagte Projektleiter Dennis Bodewits, Professor am Fachbereich Physik der Auburn University. „Kometen sind Überbleibsel aus der Entstehungszeit des Sonnensystems und bestehen daher aus ‚altem Material‘ – den Urmaterialien, aus denen unser Sonnensystem entstanden ist“, erklärte Bodewits. „Aber sie sind nicht unberührt – sie wurden erhitzt und von der Sonne sowie von kosmischer Strahlung bestrahlt. Wenn wir also die Zusammensetzung eines Kometen untersuchen, stellen wir uns immer die Frage: ‚Ist das eine ursprüngliche Eigenschaft oder das Ergebnis evolutionärer Prozesse?‘ Indem man einen Kometen aufbricht, kann man das uralte, unverarbeitete Material sehen.“

Das Hubble-Teleskop beobachtete, wie K1 in mindestens vier Teile zerbrach, von denen jeder eine deutliche Koma aufwies – die diffuse Hülle aus Gas und Staub, die den eisigen Kern eines Kometen umgibt. Hubble konnte die Fragmente klar auflösen, doch für bodengebundene Teleskope erschienen sie damals nur als kaum erkennbare Flecken.

Die Bilder von Hubble wurden nur einen Monat nach K1 größter Annäherung an die Sonne, dem sogenannten Perihel, aufgenommen. Das Perihel des Kometen lag innerhalb der Umlaufbahn des Merkur, etwa ein Drittel der Entfernung der Erde von der Sonne. Während des Perihels erfährt ein Komet seine intensivste Erwärmung und maximale Belastung. Kurz nach dem Perihel neigen einige langperiodische Kometen wie K1 dazu, auseinanderzufallen.

C/2025 K1 (ATLAS) - Bahn — Dieses Diagramm zeigt die Bahn des langperiodischen Kometen C/2025 K1 (ATLAS), als er an der Sonne vorbeizog und seine Reise aus dem Sonnensystem begann. Am 10. November 2025 nahm das Hubble-Weltraumteleskop das eingefügte Bild des zerfallenden Kometen auf. Diese Aufnahme entstand nur einen Monat nach K1s größter Sonnennähe, dem sogenannten Perihel. – Credit:
NASA, ESA, R. Crawford (STScI)

Vor dem Zerfall war K1 wahrscheinlich etwas größer als ein durchschnittlicher Komet, vermutlich etwa 8 Kilometer im Durchmesser. Das Team schätzt, dass der Komet acht Tage vor der Hubble-Beobachtung zu zerfallen begann. Hubble nahm täglich vom 8. bis zum 10. November 2025 drei 20-Sekunden-Bilder auf. Während der Beobachtung zerbrach auch eines der kleineren Fragmente von K1.

Da Hubbles scharfe Sicht selbst feinste Details erkennen kann, konnte das Team die Geschichte der Fragmente bis zu ihrer Entstehungszeit als Ganzes zurückverfolgen. Dies ermöglichte es ihnen, den zeitlichen Ablauf zu rekonstruieren. Dabei stießen sie jedoch auf ein Rätsel: Warum gab es eine Verzögerung zwischen dem Auseinanderbrechen des Kometen und dem Auftreten der hellen Ausbrüche vom Boden aus? Warum wurde der Komet nicht fast augenblicklich heller, als er zerbrach und frisches Eis freilegte?

Das Team hat einige Theorien. Die Helligkeit eines Kometen entsteht größtenteils durch Sonnenlicht, das von Staubkörnern reflektiert wird. Doch wenn ein Komet aufbricht, kommt reines Eis zum Vorschein. Möglicherweise muss sich zunächst eine Schicht aus trockenem Staub über dem reinen Eis bilden und dann abgetragen werden. Oder vielleicht muss Hitze unter die Oberfläche gelangen, Druck aufbauen und dann eine sich ausdehnende Staubhülle ausstoßen.

„Noch nie zuvor hat Hubble einen zerfallenden Kometen so kurz nach seinem Auseinanderbrechen beobachtet. Normalerweise dauert es einige Wochen bis einen Monat. In diesem Fall konnten wir ihn nur wenige Tage später sehen“, sagte Noonan. „Das verrät uns etwas sehr Wichtiges über die physikalischen Vorgänge an der Kometenoberfläche. Wir beobachten möglicherweise den Zeitraum, der benötigt wird, um eine beträchtliche Staubschicht zu bilden, die dann vom Gas ausgestoßen werden kann.“

Das Team freut sich darauf, die Analyse der vom Kometen freigesetzten Gase abzuschließen. Bodenbasierte Analysen zeigen bereits, dass K1 eine sehr ungewöhnliche chemische Zusammensetzung aufweist – er ist im Vergleich zu anderen Kometen deutlich kohlenstoffärmer. Spektroskopische Analysen mit den Instrumenten STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) und COS (Cosmic Origins Spectrograph) des Hubble-Weltraumteleskops werden voraussichtlich noch viel mehr über die Zusammensetzung von K1 und die Entstehung unseres Sonnensystems enthüllen.

Der Komet K1 ist heute eine Ansammlung von Fragmenten und befindet sich etwa 400 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Er befindet sich im Sternbild Fische und verlässt das Sonnensystem – eine Rückkehr ist unwahrscheinlich. Astronomen beobachten, dass langperiodische Kometen wie K1 eher zerfallen als kurzperiodische, wie beispielsweise 67P/Churyumov-Gerasimenko, der von der ESA-Mission Rosetta besucht wurde. Der Grund dafür ist jedoch noch unbekannt. Die ESA-Mission Comet Interceptor, deren Start gegen Ende des Jahrzehnts geplant ist, wird als erste einen langperiodischen Kometen untersuchen. „Die zufällige Beobachtung von K1 durch das Hubble-Weltraumteleskop wird uns helfen zu verstehen, warum sich manche langperiodische Kometen aufspalten, und uns einen ersten Einblick in ihr Inneres ermöglichen“, sagte Koautor Prof. Colin Snodgrass von der Universität Edinburgh in Schottland, interdisziplinärer Wissenschaftler der Comet-Interceptor-Mission. „Diese neuen Ergebnisse ergänzen die detaillierten Aufnahmen eines langperiodischen Kometen, die wir mit Comet Interceptor erhalten werden, und helfen Astronomen bei der Auswahl des Missionsziels.“