Alle Kometen sind ungefähr gleich, oder? Nicht unbedingt. Schleicher glaubt, dass die anomale Zusammensetzung die Existenz einer neuen Klasse von Kometen offenbaren könnte. Was Machholz 1 anders macht, ist, dass das Molekül Cyan, CN, extrem erschöpft ist. In Machholz 1 fehlt CN um etwa den Faktor 72 im Durchschnitt anderer Kometen, d. H. Nur etwas über einem Prozent des Normalwerts. "Diese CN-Verarmung ist bei jedem zuvor untersuchten Kometen viel mehr als je zuvor zu beobachten, und nur ein anderer Komet hat sogar eine CN-Verarmung gezeigt", sagte Schleicher. Die Ursache der chemischen Anomalie ist unbekannt.
Schleicher, ein planetarischer Astronom am Lowell Observatory, hat jedoch drei faszinierende Szenarien entwickelt, um die Ursprünge von Machholz 1 zu erklären, und jedes wird wichtige, aber unterschiedliche neue Einschränkungen für die Bildung oder Entwicklung von Kometen ergeben.
Eine mögliche Erklärung ist, dass Machholz 1 nicht aus unserem Sonnensystem stammt, sondern einem anderen Stern entkommen ist. In diesem Szenario hatte die protoplanetare Scheibe des anderen Sterns möglicherweise eine geringere Kohlenstoffmenge, was dazu führte, dass alle kohlenstoffhaltigen Verbindungen eine geringere Menge an Kohlenstoff aufwiesen. "Ein großer Teil der Kometen in unserem eigenen Sonnensystem ist in den interstellaren Raum entkommen, daher erwarten wir, dass auch viele Kometen, die sich um andere Sterne gebildet haben, entkommen wären", sagte Schleicher. "Einige davon haben sich mit der Sonne gekreuzt, und Machholz 1 könnte ein interstellarer Eindringling sein."
Eine weitere mögliche Erklärung für die anomale Zusammensetzung von Machholz 1 ist, dass es sich in einer kälteren oder extremeren Umgebung noch weiter von der Sonne entfernt gebildet hat als jeder andere Komet, den wir bisher untersucht haben. Wenn dies der Fall war, ist die Knappheit solcher Objekte wahrscheinlich mit der erheblichen Schwierigkeit verbunden, zu erklären, wie sich solche Kometen in das innere Sonnensystem bewegten, wo sie dann entdeckt und beobachtet werden können.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dass Machholz 1 als Komet mit abgereicherter Kohlenstoffkette entstanden ist, seine Chemie jedoch später durch extreme Hitze verändert wurde. Während kein anderer Komet aufgrund der anschließenden Erwärmung durch die Sonne Veränderungen in der Chemie gezeigt hat, zeichnet sich Machholz 1 durch eine Umlaufbahn aus, die es nun alle fünf Jahre in die Umlaufbahn von Merkur bringt. (Andere Kometen kommen der Sonne noch näher, aber nicht so oft). "Da seine Umlaufbahn ungewöhnlich ist, müssen wir den Verdacht hegen, dass wiederholtes Kochen bei hohen Temperaturen die Ursache für seine ungewöhnliche Zusammensetzung sein könnte", sagte Schleicher. „Der einzige andere Komet, der eine Abnahme der CN-Häufigkeit aufwies, erreichte jedoch nicht so hohe Temperaturen. Dies impliziert, dass der CN-Abbau keine chemischen Reaktionen erfordert, die mit extremer Hitze verbunden sind. “
Obwohl der Komet 96P / Machholz 1 1986 zum ersten Mal gesichtet wurde und die Sonne mit einem Zeitraum von etwas mehr als fünf Jahren umkreist, fanden Kompositionsmessungen nur während der letzten Erscheinung des Kometen 2007 statt. Das derzeit von Schleicher geleitete Programm für Kompositionsstudien des Lowell Observatory umfasst Messungen von über 150 Kometen, die in den letzten 33 Jahren erhalten wurden. Diese Forschung ist einzigartig, weil sie Machholz 1 mit dieser großen Datenbank von 150 Kometen vergleicht und kontrastiert.
Derzeit gibt es zwei Arten von Kometen, die Anfang der neunziger Jahre durch ein Programm am Lowell Obervatory identifiziert wurden. Eine Klasse, die die Mehrheit der beobachteten Kometen enthält, hat eine Zusammensetzung, die als "typisch" bezeichnet wird. Die meisten Mitglieder dieser typischen Klasse haben lange Zeit in der Oort-Wolke am Rande unseres Sonnensystems gelebt, es wird jedoch angenommen, dass sie sich ursprünglich inmitten der Riesenplaneten gebildet haben, insbesondere zwischen Saturn, Uranus und Neptun. Andere Mitglieder dieser Kompositionsklasse kamen aus dem Kuipergürtel, der sich gleich hinter Neptun befindet.
Die zweite Kompositionsklasse von Kometen weist bei zwei der fünf gemessenen chemischen Spezies unterschiedliche Verarmungen auf. Da beide abgereicherten Moleküle, C2 und C3, vollständig aus Kohlenstoffatomen bestehen, wurde diese Klasse als "abgereicherte Kohlenstoffkette" bezeichnet. Darüber hinaus haben fast alle Kometen dieser zweiten Klasse Umlaufbahnen, die mit ihrer Ankunft vom Kuipergürtel übereinstimmen. Aus diesem und anderen Gründen wird angenommen, dass die Ursache für die Erschöpfung mit den Bedingungen zusammenhängt, unter denen sich die Kometen bildeten, möglicherweise in einer äußeren, kälteren Region des Kuipergürtels.
Kometen gelten allgemein als die unberührtesten Objekte, die für detaillierte Untersuchungen aus der Epoche der Entstehung des Sonnensystems zur Verfügung stehen. Als solche können Kometen als Sonden des protoplanetaren Materials verwendet werden, das in unser Sonnensystem eingebaut wurde. Unterschiede in der aktuellen chemischen Zusammensetzung zwischen Kometen können entweder auf Unterschiede in den ursprünglichen Bedingungen oder auf evolutionäre Effekte hinweisen.
Obwohl der Ursprungsort für keinen einzelnen Kometen endgültig bestimmt werden kann, bedeutet die kurze Umlaufzeit von Machholz 1, dass Astronomen bei zukünftigen Erscheinungen nach zusätzlichen kohlenstoffhaltigen molekularen Spezies suchen können. "Wenn zusätzliche kohlenstoffhaltige Arten ebenfalls stark abgereichert werden, würde das Argument für ihren Ursprung außerhalb unseres Sonnensystems gestärkt", sagte Schleicher. Die nächste Gelegenheit für Beobachtungen wird 2012 sein.
Die Studie wurde in der Novemberausgabe des Astronomical Journal veröffentlicht.
Quelle: Lowell Observatory
