Komet 3I/ATLAS: Unverhoffte Begegnung im All

Zurzeit rast ein extrasolarer Besucher durch unser Sonnensystem: der interstellare Komet 3I/ATLAS. Am 29.Oktober hat der Komet den sonnennächsten Punkt seiner Bahn passiert, dieser liegt zwischen Erde und Mars. Weil sich die Erde aber gerade auf der anderen Seite der Sonne befindet, ist der Komet für irdische Teleskope unsichtbar. Anders ist dies jedoch für die ESA-Raumsonde JUICE, die zurzeit auf dem Weg zum Jupiter ist. Sie fliegt in den nächsten Tagen in nur 60 Millionen Kilometer Abstand an 3I/ATLAS vorbei und wird diese Chance nutzen, den interstellaren Besucher genauer zu untersuchen. Die Messinstrumente der JUICE-Sonde haben dabei vor allem die Gase und geladenen Teilchen im Blick, die nach der Sonnenpassage aus der eisigen Oberfläche des Kometen austreten. Die fast den gesamten November andauernde Messkampagne könnte wertvolle Hinweise auf die Zusammensetzung dieses Objekts und vielleicht auch seine Herkunft liefern.

Erst seit wenigen Jahren wissen Astronomen, dass unser Sonnensystem auch von extrasolaren Asteroiden und Kometen durchflogen wird. Den ersten Beleg dafür lieferte der 2017 entdeckte, auffallend längliche Asteroid 1I/Oumuamua. 2019 folgte mit 2I/Borisov der erste interstellare Komet. Am 1. Juli 2025 detektierten die robotischen Teleskope des ATLAS-Verbunds ein weiteres, auffallend schnell und auf einer Hyperbelbahn durch unser Sonnensystem rasendes Objekt. Der 3I/ATLAS getauften Himmelskörper erwies sich als Komet aus dem interstellaren Raum. Nähere Beobachtungen ergaben, dass sich 3I/ATLAS mit mehr als 200.000 Kilometern pro Stunde bewegt, er ist damit das schnellste je in unserem Sonnensystem beobachtete Objekt. Ersten Größenschätzungen zufolge ist er zudem mit einem Durchmesser zwischen 440 und 5600 Metern der größte der bislang drei interstellaren Besucher. Während der Annäherung an seinen sonnennächsten Punkt knapp innerhalb der Marsbahn entwickelte 3I/ATLAS die kometentypischen Ausgasungen und bildete die um seinen Kern liegende Koma sowie einen Schweif.

Zufallstreffen im All

Der interstellare Komet hat am 29. Oktober 2025 den sonnennächsten Punkt seiner Flugbahn passiert. 3I/ATLAS flog dabei in einem Abstand von 210 Millionen Kilometern an der Sonne vorbei. Während dieser Passage hat sich die Oberfläche des Kometen weiter erwärmt, so dass er vermehrt Gas und Staub ausstößt. Von der Erde aus ist 3I/ATLAS allerdings zurzeit nicht zu sehen, denn unser Planet steht gerade auf der gegenüberliegenden Seite der Sonne. Dadurch überstrahlt das Sonnenlicht den Kometen und macht ihn für irdische Teleskope unsichtbar. Doch eine Raumsonde befindet sich durch Zufall in einer günstigen Beobachtungsposition: die europäische Sonde JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). Die im April 2023 gestartete Raumsonde ist auf dem Weg zum Jupiter, um dort die drei größten Monde des Gasriesen – Europa, Ganymed und Kallisto – näher zu erforschen. Auf ihrer 778 Millionen Kilometer langen Reise holt sie mehrfach Schwung an den inneren Planeten des Sonnensystems. Nach einem Venus-Vorbeiflug im August 2025 ist sie zurzeit auf dem Weg zu ihrer nächsten Erdpassage in knapp einem Jahr.

Der Clou jedoch: Die Raumsonde hat zurzeit freie Sicht auf 3I/ATLAS. „Dass sich JUICE und 3I/ATLAS auf ihren ganz unterschiedlichen Wegen durch das Sonnensystem begegnen, ist ein außerordentlich Glücksfall. Mit so etwas hatten wir nie gerechnet“, sagt JUICE-Teammitglied Ladislav Rezac vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen. In den nächsten Wochen sind JUICE und der interstellare Komet nur etwa 60 Millionen Kilometer voneinander entfernt. Nachdem sich dieser glückliche Zufall herauskristallisierte, begannen Astronomen daher, eine spontane Extra-Aufgabe für JUICE zu planen: Vom 2. bis 25. November 2025 wird die Jupitersonde mehrere ihrer Messinstrumente einschalten und auf 3I/ATLAS richten. Diese Beobachtungskampagne ist allerdings aus operativer Sicht keine einfache Aufgabe. Zum einen sind Sonde und interstellares Objekt in unterschiedlichen Richtungen unterwegs, der Komet ist zudem extrem schnell. Daher muss die Raumsonde ihre Ausrichtung flexibel anpassen, um den Kometen im Blick zu behalten. Zudem kann JUICE nicht länger als 30 Minuten pro Tag auf den weitgereisten Besucher schauen. Denn sie muss dabei einige sensible Messinstrumente der an ihrem Standort intensiven Sonnenstrahlung aussetzen.

Kometengase und Wasserdampf

Unter den Messinstrumenten, mit denen JUICE den interstellaren Kometen jetzt ins Visier nimmt, ist einer der Sensoren des Instrumentenpakets Particle Environment Package (PEP). Dieser Sensor fängt energiereiche ungeladene Atome wie etwa Wasserstoff, Helium oder Sauerstoff ein. Sie entstehen, wenn geladene Sonnenwindteilchen auf die Gaswolke treffen, die 3I/ATLAS umgibt. „Die Messungen können uns verraten, welche Gase von der Oberfläche von 3I/ATLAS sublimieren und in welcher Menge“, erklärt Elias Roussos vom MPS. Die Forschenden erwarten allerdings, dass die Ausbeute nicht sehr hoch sein wird, daher wird PEP zwölf Tage am Stück messen und so hoffentlich ausreichend Teilchen einfangen. Mehr Aufschluss vor allem über das im interstellaren Kometen enthaltenen Wasser könnte hingegen das JUICE-Instrument Submillimeter Wave Instrument (SWI) bringen. Dieses fängt Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa einem Viertel- und einem halben Millimeter ein. In diesem Wellenlängenbereich hinterlassen Wassermoleküle charakteristische Spektralsignaturen. Dank seiner hohen spektralen Auflösung kann das Messinstrument beispielsweise Informationen darüber liefern, ob die Wassermoleküle von der Oberfläche des interstellaren Brockens stammen oder zusätzlich von Eiskörnchen in seiner Umgebung.

„Wir hoffen, dass mit SWI die ersten hochaufgelösten Messungen von Wasser auf 3I/ATLAS gelingen“, sagt der wissenschaftliche Leiter des SWI-Teams, Paul Hartogh vom MPS. „Dies könnte uns unter anderem helfen, die Verteilung von oberflächennahem Wassereis zu verstehen.“ Während 3I/ATLAS aktuell etwa zwei Tonnen Wasserdampf pro Sekunde ausgast, könnte er jetzt, kurz nach seiner Sonnenpassage, ausbruchartig noch weit größere Wassermengen freisetzen. Ein solches Verhalten ist auch von Kometen des Sonnensystems bekannt und würde die geplanten Messungen erleichtern. Ob die Bemühungen erfolgreich waren, wird sich allerdings erst im Februar 2026 zeigen. Denn erst dann ist JUICE wieder nah genug an der Erde, um die umfangreichen Messdaten zu uns zu funken – eine Art verspätetes Erinnerungsfoto an eine einzigartige Begegnung.

Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, European Space Agency (ESA)

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar