Wir wissen schon seit einiger Zeit, dass sich der Asteroid 3200 Phaethon wie ein Komet verhält. Er wird heller und bildet einen Schweif, wenn er sich der Sonne nähert, und er ist die Quelle des jährlichen Geminid-Meteoritenschauers, obwohl Kometen für die meisten Meteoritenschauer verantwortlich sind. Wissenschaftler hatten Phaethons kometenhaftes Verhalten auf Staub zurückgeführt, der von dem Asteroiden entweicht, wenn er von der Sonne verbrannt wird. Eine neue Studie, bei der zwei NASA-Sonnenobservatorien zum Einsatz kamen, zeigt jedoch, dass der Schweif von Phaethon überhaupt nicht staubig ist, sondern aus Natriumgas besteht.
Asteroid 3200 Phaethon verhält sich anders
„Unsere Analyse zeigt, dass die kometenähnliche Aktivität von Phaethon nicht durch irgendeine Art von Staub erklärt werden kann“, sagt Qicheng Zhang, Doktorand am California Institute of Technology und Hauptautor eines Artikels, der im Planetary Science Journal veröffentlicht wurde und über die Ergebnisse berichtet.
Asteroiden, die meist aus Gestein bestehen, bilden normalerweise keine Schweife, wenn sie sich der Sonne nähern. Kometen hingegen bestehen aus einer Mischung aus Eis und Gestein und bilden in der Regel Schweife, wenn die Sonne ihr Eis verdampft, Material von ihrer Oberfläche absprengt und eine Spur entlang ihrer Umlaufbahn hinterlässt. Wenn die Erde einen Trümmerschweif durchquert, verglühen diese Kometenstücke in unserer Atmosphäre und erzeugen einen Schwarm von Sternschnuppen – einen Meteoritenschauer.
Nachdem Astronomen Phaethon 1983 entdeckt hatten, stellten sie fest, dass die Bahn des Asteroiden mit der der Geminiden-Meteore übereinstimmte. Dies wies auf Phaethon als Quelle des jährlichen Meteoritenschauers hin, obwohl Phaethon ein Asteroid und kein Komet war.
Im Jahr 2009 entdeckte das Solar-Terrestrial-Relations-Observatorium (STEREO) der NASA einen kurzen Schweif, der sich von Phaethon ausbreitete, als der Asteroid auf seiner 524-tägigen Umlaufbahn seinen sonnennächsten Punkt (oder „Perihel“) erreichte. Normale Teleskope hatten den Schweif zuvor nicht gesehen, da er sich nur dann bildet, wenn Phaethon zu nahe an der Sonne ist, um von Sonnenobservatorien beobachtet zu werden.
STEREO sah auch, wie sich der Schweif von Phaethon bei späteren Sonnenannäherungen in den Jahren 2012 und 2016 entwickelte. Das Erscheinen des Schweifs unterstützte die Idee, dass Staub von der Oberfläche des Asteroiden entweicht, wenn er von der Sonne erhitzt wird.
Im Jahr 2018 hat jedoch eine andere Sonnenmission einen Teil des Geminiden-Trümmerschweifs abgebildet und eine Überraschung gefunden. Die Beobachtungen der Parker Solar Probe der NASA zeigten, dass die Spur weit mehr Material enthielt, als Phaethon bei seiner Annäherung an die Sonne abwerfen konnte.
Zhangs Team fragte sich, ob etwas anderes als Staub hinter Phaethons kometenhaftem Verhalten steckte. „Kometen leuchten oft brillant durch Natriumemission, wenn sie der Sonne sehr nahe kommen, daher vermuteten wir, dass Natrium ebenfalls eine Schlüsselrolle bei der Aufhellung von Phaethon spielen könnte“, so Zhang.
Eine frühere Studie, die sich auf Modelle und Labortests stützte, deutete darauf hin, dass die intensive Hitze der Sonne während der nahen Sonnenannäherung von Phaethon tatsächlich Natrium im Inneren des Asteroiden verdampfen und eine kometenähnliche Aktivität auslösen könnte.
In der Hoffnung, herauszufinden, woraus der Schweif wirklich besteht, suchte Zhang während Phaethons letztem Perihel im Jahr 2022 erneut nach ihm. Dazu nutzte er die Raumsonde Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) – eine gemeinsame Mission der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) -, die über Farbfilter verfügt, mit denen Natrium und Staub erkannt werden können. Zhangs Team durchsuchte auch Archivbilder von STEREO und SOHO und fand den Schweif während 18 der nahen Sonnenannäherungen von Phaethon zwischen 1997 und 2022.
In den SOHO-Beobachtungen erschien der Schweif des Asteroiden hell in dem Filter, der Natrium aufspürt, aber er erschien nicht in dem Filter, der Staub aufspürt. Außerdem entsprach die Form des Schweifs und seine Aufhellung beim Vorbeiflug von Phaethon an der Sonne genau dem, was die Wissenschaftler erwarten würden, wenn er aus Natrium bestünde, aber nicht, wenn er aus Staub bestünde.
