Eine langjährige Frage ist diese: Wie viele Asteroiden – insbesondere erdnahe Asteroiden (NEAs) – waren in der Vergangenheit Kometen? In der klassischen Vorstellung haben Kometen Oberflächen-Eis und bilden in der Nähe der Sonne Schweife und Komas; Asteroiden sind einfach Steine im Weltraum. In den letzten Jahren sind die beiden Klassifikationen weniger klar geworden.
Kometen können auf Bahnen geraten, die sie der Erde nahebringen. Wir können sie beobachten. Aber was passiert mit ihnen, nachdem sie eine Weile dort verbracht haben? Bei einigen Kometen, wie ISON, ist es tödlich, der Sonne nahe zu sein; sie zerfallen einfach und verschwinden. Bei anderen Kometen im erdnahen Raum führt die Strahlung der Sonne dazu, dass sie ihr Oberflächen-Eis schnell verlieren, und schließlich inaktiv werden - sie sind tote oder schlafende Kometen. Da die Oberflächen von Kometen sehr niedrige Albedos haben, sehen diese toten Kometen einfach wie Asteroiden mit niedrigem Albedo aus und sind wirklich schwer zu identifizieren.
Allerdings sind nicht alle toten Kometen wirklich tot. Don Quixote ist ein gutes Beispiel, da wir in diesem Objekt Aktivität entdeckt haben, die in den letzten drei Jahrzehnten nicht festgestellt wurde. Aus diesem Grund sollten tote Kometen wirklich als schlafende Kometen bezeichnet werden, da unklar ist, ob sie die Aktivität endgültig eingestellt haben oder ob sie nur schlafen. Die eigentliche Frage ist: Haben diese Objekte noch Eis in ihrem Inneren? Wenn ja, könnte dies erhebliche Auswirkungen auf den Transport von Wasser und anderen flüchtigen Stoffen zur Erde in der Vergangenheit und auf die potenzielle Ressourcennutzung im Weltraum in der Zukunft haben.
Um tote Kometen zu identifizieren, die in der NEA-Population verborgen sind, führten wir eine statistische Analyse in zwei Schritten durch. Im ersten Schritt verglichen wir die Bahnen derzeit aktiver Kometen mit denen von Asteroiden und identifizierten Asteroiden auf kometenähnlichen Bahnen. Im zweiten Schritt identifizierten wir jene Asteroiden auf kometenähnlichen Bahnen mit kometenähnlichen (d.h. niedrigen) Albedos. Diese sind die wahrscheinlichsten Kandidaten für tote Kometen. Wir fanden insgesamt 23 Kandidaten für tote Kometen in den Albedo-Daten, die von ExploreNEOs, NEOWISE und Akari bereitgestellt wurden. Interessanterweise haben nur etwa 50% aller Asteroiden auf kometenähnlichen Bahnen auch kometenähnliche Albedos.
In einer zweiten Analyse schätzten wir, wie viele Asteroiden wahrscheinlich kometären Ursprungs sind. Diese Frage klingt einfacher, als sie ist. Das Problem ist, dass die meisten Asteroiden mit optischen Teleskopen entdeckt werden, die eher Asteroiden mit hohen Albedos als solche mit niedrigen – und insbesondere kometenähnlichen – Albedos entdecken. Außerdem bewegen sich tote Kometen auf Bahnen, die sie weit von der Sonne wegführen, was es noch unwahrscheinlicher macht, dass sie von Asteroidensurveys entdeckt werden. Daher haben wir wahrscheinlich verhältnismäßig weniger tote Kometen entdeckt als andere Asteroiden.
Um diese Diskrepanz zu beheben und für diesen sogenannten ‘Entdeckungsbias’ zu berücksichtigen, verwendeten wir einen gut charakterisierten Survey, der im thermischen Infrarotbereich arbeitet und damit weniger anfällig für albedo-basierte Entdeckungsbias ist. NEOWISE ist ein Programm, das die Daten des WISE All-Sky-Surveys nutzt, um nach allen Arten von Asteroiden zu suchen. Unter der Annahme einer realistischen, aber synthetischen NEA-Population überprüften wir, wie viele dieser synthetischen NEAs von NEOWISE entdeckt worden wären. Mit diesen Informationen und den NEAs, die tatsächlich von NEOWISE beobachtet wurden, können wir schätzen, wie viele tote Kometen es noch gibt. Wir überprüften zwei verschiedene Proben: tote Kometen mit einem Durchmesser von mehr als 1 km und tote Kometen mit absoluten Helligkeiten heller als oder gleich 21. Wir stellen fest, dass 0,3-3,3 % der NEAs mit H <= 21 und 9 (+2/-5)% der größenlimitierten NEA-Population tote Kometen sind. Diese Zahlen sind etwas niedriger als zuvor angenommen, was darauf hindeutet, dass weniger NEAs als zuvor angenommen einen kometaren Ursprung haben.
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Bibliographie
- Mommert, M., Harris, A. W., Mueller, M., Hora, J. L., Trilling, D. E., Bottke, W. F., Thomas, C. A., Delbo, M., Emery, J. P., Fazio, G., & Smith, H. A. (2015), “ExploreNEOs. VIII. Dormant Short-period Comets in the Near-Earth Asteroid Population”, The Astronomical Journal, 150, 106., publication, arxiv