Jedes Jahr Mitte Dezember erreicht der Meteorschauer der Geminiden seinen Höhepunkt. Doch was diese Wolke aus winzigen Staubkörnchen in der Erdbahn verursacht hat, blieb mehr als 150 Jahre ungeklärt. Denn anders als bei den meisten Sternschnuppenregen fand sich kein Komet, von dessen Staubschweif diese Staubteilchen stammen könnten. 1983 entdeckten Astronomen dann einen möglichen Urheber: 3200 Phaethon, einen knapp sechs Kilometer großen erdbahnkreuzenden Asteroiden. Seine exzentrische, 524 Tage dauernde Umlaufbahn bringt ihn von außerhalb der Marsbahn bis in große Sonnennähe und passt gut zur Position der Geminiden-Staubwolke. Unklar blieb allerdings, ob und wie dieser Asteroid so viel Staub hinterlassen konnte, denn anders als die eisreichen Kometen geben Asteroiden normalerweise auch in Sonnennähe kaum Material an ihre Umgebung ab.
Phaeton hat einen Schweif – aber woraus?
Weil Phaeton von uns aus gesehen fast immer in Sonnennähe steht, ist er durch irdische Teleskope nur schwer näher zu beobachten. Im Jahr 2009 gelang es dem im Weltraum stationierten NASA-Sonnenobservatorium STEREO jedoch, einen Blick auf Phaeton zu erhaschen, während dieser den sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn passierte. In den resultierenden Aufnahmen detektierten Astronomen erstmals ein auffallendes Aufleuchten des Asteroiden und einen kurzen Schweif. “Man führte dies auf den Ausstoß von Staubkörnchen von Phaetons Oberfläche zurück”, erklären Qicheng Zhang vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen. “Dies deutete darauf hin, dass der Asteroid tatsächlich Material verlor, wenn auch zu wenig, um den Geminiden-Meteorstrom auf Dauer zu erhalten.” Weitere Beobachtungen in den Jahren 2012 und 2016 bestätigten, dass Phaeton bei jeder Sonnenpassage einen solchen Schweif ausbildet. Woraus dieser Schweif besteht und wie viel Material in ihm steckt, blieb jedoch unklar.
Deshalb haben nun Zhang und sein Team den Asteroiden erneut ins Visier genommen. Für ihre Studie werteten sie zum einen Archiv-Daten von 18 Sonnenpassagen von 3200 Phaeton aus der Zeit von 1997 bis 2022 aus. Außerdem nutzten sie die LASCO-Kamera auf dem Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) der NASA und ESA, um Phaeton und seinen Schweif bei seinem Perihel am 15. Mai 2022 genauer zu untersuchen. Der LASCO-Koronograph verfügt über spezielle Farbfilter, durch die ein Objekt in verschiedenen Wellenlängenbereichen abgebildet werden kann. Die vom Schweif abgestrahlte Lichtfarbe kann erste Hinweise auf dessen chemische Zusammensetzung liefern.
Natrium statt Staub
Die Beobachtung mit den LASCO-Filtern ergab, dass der Schweif des Asteroiden nicht in allen Farben gleich hell strahlt. “Die Aktivität von Phaeton erscheint in den orange-gefilterten LASCO-Aufnahmen viel heller als in ungefilterten oder an die Wellenlängen des Wasserstoffs angepassten Filtern”, berichten Zhang und sein Team. In blau gefilterten Aufnahmen war der Schweif des Asteroiden gar nicht zu sehen. Die Astronomen sehen in dem auffallend orangefarbenen Leuchten ein Indiz dafür, dass es sich bei dem Schweif primär um gasförmiges Natrium handelt. “Auch Kometen glühen in Sonnennähe häufig intensiv durch Natrium-Emission”, sagt Zhang. Ein weiteres Indiz lieferte die Form des Schweifs: Seine Krümmung und der zeitliche Ablauf der Schweifbildung passen zu Natrium, aber nicht zum klassischen Material eines Staubschweifs, wie die Astronomen berichten. Ihrer Ansicht nach spricht daher alles dafür, dass der Asteroid Phaeton in Sonnennähe Natrium ins All ausgast, aber kaum Staub. “Unsere Analysen zeigt, dass die kometenähnliche Aktivität von Phaeton durch keine Art von Staub erklärt werden kann”, sagt Zhang.
