Wenn eines Tages die erste interstellare Raummission den zurückbleibenden Erdlingen „Adieu” gefunkt hat, beginnt eine lange Reise durch die gähnende Leere des Weltraums. Wirklich ein völlig leerer Raum? Nein, 1000 bis 100 000 Mal so weit entfernt, wie der Abstand zwischen Erde und Sonne beträgt, kreisen zahllose eisige Himmelskörper um die Sonne. Das ist die Oort’sche Wolke. Von hier stammen die besonders langperiodischen Kometen, die meist Jahrmillionen für einen Sonnenumlauf brauchen. Auf 100 Milliarden Exemplare schätzen Astronomen die Oort-Population. Die abgelegene Wolke ist kein gastlicher Ort. Die Sonne erscheint hier nur als ein gewöhnlicher Fixstern, wenn auch als einer der hellsten. Die Sonne wärmt kaum noch, die Temperaturen liegen nahe am absoluten Nullpunkt. Noch nie ist eine Raumsonde bis hierhin vorgedrungen.
Empfindlich für Störungen
Zunächst war die Oort’sche Wolke reine Theorie. Ihre Existenz wurde 1950 von dem niederländischen Astronomen Jan Hendrik Oort postuliert. Denn die Kometen mit sehr langen Perioden scheinen mehr oder weniger gleich verteilt aus allen Richtungen auf die Sonne zuzustürzen. Deshalb, so schloss der Leiter der Sternwarte in Leiden, müsse ihre Quellregion eine kugelförmige „Wolke” aus Kometen sein.
Wie könnten die Körper überhaupt in diese entlegene Region geraten sein? „Wir gehen davon aus, dass die Wolke mit kleinen Körpern aus der Urzeit des Sonnensystems bevölkert ist, mit sogenannten Planetesimalen”, sagt Luke Dones vom Southwest Research Institute im US-Bundesstaat Colorado. Diese urtümlichen Mini-Planeten kreisten einst viel näher an der Sonne – dort, wo sich heute die Planetenriesen Jupiter bis Neptun bewegen. Sie bestehen aus Eis, Gestein und diversen organischen Substanzen.
Ihr urzeitlicher Exodus begann, als die Gasriesen noch wuchsen, indem sie andere Planetesimale bei Kollisionen verschluckten (bild der wissenschaft 1/2013, „Im Reich der Urplaneten”). Als die gefräßigen Planeten fast ihre heutige Masse erreicht hatten, änderte sich die Lage: Nun war es wahrscheinlicher, dass Planetesimale, die ihnen nahe kamen, nicht mehr verspeist, sondern lediglich aus ihrer Bahn gekickt wurden. Der Vorgang ähnelt dem Swing-by-Manöver, das heute bei der Steuerung von Raumsonden hilft.
Wie gingen solche „Manöver” damals vonstatten? Dones, ein Experte für die Dynamik kleiner Körper, erklärt den zweistufigen Prozess an einem Beispiel: Anfangs kreiste ein Planetesimal, nennen wir es kurz „K”, in der Nähe des Neptun, also in etwa 30 AE Sonnenabstand. (AE bedeutet „Astronomische Einheit” und entspricht der durchschnittlichen Distanz von Erde und Sonne von rund 149,6 Millionen Kilometern.) Die häufigen Begegnungen mit dem jungen Neptun hinterließen Spuren in der Umlaufbahn von K: Sie verformte sich allmählich zu einer riesigen langgestreckten Ellipse. Der größte Abstand zur Sonne betrug nun 3000 AE, die geringste Sonnendistanz blieb etwa 30 AE. Auch die Ebene, auf der K die Sonne umkreiste, war am Ende der ersten Stufe noch dieselbe. Wie bei den großen Planeten bewegte sich das Planetesimal in der Ekliptik.
Auf der schiefen Bahn
Doch auf dem neuen, enorm gewachsenen Orbit war der Sonnenabstand von K fast immer riesig. Der Einfluss der Sonne schwand daher, und Störkräfte gewannen die Oberhand. Auf der zweiten Stufe der Auswanderung von K spielte die Schwerkraft der Milchstraße eine immer größere Rolle, vor allem durch deren Spiralarme, die stark gegen die Ebene der Ekliptik geneigt sind. „ Daraus resultierte ein Drehmoment, das den Planetesimal aus der Ebene der Planeten heraus lenkte”, erklärt Dones.
K geriet immer mehr auf die schiefe Bahn. Es dauerte nur einige Hundert Millionen Jahre – und mit der Nachbarschaft zum Neptun war es vorbei. Nun war K ein echtes Oort-Objekt, seine Umlaufbahn war rund 45 Grad gegen die Ekliptik geneigt und sein Sonnenabstand beträchtlich gewachsen: Näher als 1000 AE kam er an unser Zentralgestirn nicht heran. Das hätte Milliarden Jahre so bleiben können. Doch Störkräfte, etwa durch die Anziehung vorbeiziehender Sterne, verändern die Bahnen der Oort-Körper. Manche werden abgelenkt, sodass nach einigen Millionen Jahren Flugzeit bis ins innere Sonnensystem der Oort-Körper zu einem neuen spektakulären Himmelsobjekt werden kann. Aus K wurde auf diese Weise der Komet ISON, der im vergangenen Herbst Schlagzeilen machte. Der von dem International Scientific Optical Network (ISON) im September 2012 entdeckte und nach ihm benannte Schweifstern kam am 28. November 2013 der Sonne zu nahe – und löste sich auf.
