C/1983 H1 (IRAS-Araki-Alcock)

C/1983 H1 (IRAS-Araki-Alcock) ist ein Komet, der im Jahr 1983 mit dem bloßen Auge beobachtet werden konnte. Er kam der Erde näher als alle anderen Kometen in den 200 Jahren zuvor.

Entdeckung und Beobachtung Bei diesem Kometen gab es ein großes Kuddelmuddel im Zusammenhang mit seiner Entdeckung. Vom Anfang 1983 gestarteten Infrared Astronomical Satellite (IRAS) wurde erwartet, dass er die Entdeckung von Asteroiden erleichtern würde, daher wurde an der University of Leicester eine Forschungsstelle eingerichtet, um die Bilder von IRAS mit spezieller Software entsprechend schnell auswerten zu können. Am 26. April 1983 untersuchten J. Davies, S. F. Green und B. Stewart Bilder, die am Vortag von IRAS aufgenommen worden waren. Dabei entdeckten sie ein Objekt, das sie für einen sich schnell bewegenden Asteroiden hielten. Sie informierten andere Observatorien und baten um Überprüfung ihrer Beobachtung, versäumten aber, ihre Entdeckung an das Central Bureau for Astronomical Telegrams (CBAT) zu melden. Ein Astronom am Observatorium Kvistaberg in Schweden konnte bereits am 27. April ihre Entdeckung bestätigen, seine Aufnahmen zeigten dabei auch deutlich, dass es sich um einen Kometen handelte.

Das CBAT hatte zwischenzeitlich bereits aus anderen Quellen von der Entdeckung erfahren. Ein Astronom vom Observatorium Uppsala in Schweden hatte eine unklare Botschaft auf dem Anrufbeantworter des CBAT hinterlassen und J. B. Gibson vom Palomar-Observatorium in Kalifornien hatte Aufnahmen von der Himmelsregion gemacht, die aber noch nicht entwickelt waren.

G. Alcock, ein Amateurastronom aus England, hatte zuvor bereits vier Kometen und vier Novae entdeckt. Am 3. Mai 1983 wollte er wieder seine Routinesuche nach Novae durchführen, er beobachtete den Himmel mit einem Fernglas durch ein geschlossenes Fenster seines Hauses in Peterborough und entdeckte dabei im Sternbild Drache ein diffuses Objekt. Er informierte mehrere britische Amateurastronomen, von denen einer über eine Mittelsperson das CBAT benachrichtigte. Ein anderer konnte derweil Alcock darüber berichten, dass er ebenfalls den Kometen beobachten konnte und schätzte seine Helligkeit auf 6,2 mag.

Beim CBAT gab es jetzt Meldungen über zwei Kometenentdeckungen: Die von Alcock im Sternbild Drache und die von IRAS, von der aber keine Position übermittelt war. Brian Marsden vermutete, dass es sich um denselben Kometen handelte und versuchte nähere Informationen von Gibson zu erhalten. Der hatte inzwischen seine Aufnahmen entwickelt und konnte bestätigen, dass darauf ein Komet zu sehen war. Während Marsden versuchte, Davies zu erreichen, um von ihm die originalen IRAS-Aufnahmen zu erhalten, ging noch eine weitere Meldung vom Tokyo Astronomical Observatory ein, die berichtete, dass G. Araki in Yuzawa, Niigata den Kometen ebenfalls am 3. Mai knapp 8 Stunden vor Alcock bei einer Helligkeit von 7 mag entdeckt hatte.

Im Nachhinein wurde der Komet noch auf Fotografien nachgewiesen, die bereits am 20. April in Japan und sogar am 17. April bei einer Helligkeit von 12 mag an der Sternwarte Sonneberg gemacht worden waren. Zum Zeitpunkt seiner Beobachtung durch IRAS befand sich der Komet noch etwa 1,1 AE von der Sonne und 0,39 AE von der Erde entfernt.

In den folgenden Tagen wurde der Komet vielfach beobachtet, seine Helligkeit stieg rasch an und ebenso wuchs die Größe seiner Koma, da er sich Sonne und Erde weiter näherte. Am 6. Mai war der Komet bereits heller als 6 mag und er konnte erstmals mit bloßem Auge gesehen werden. Am 8. Mai erreichte die Helligkeit bereits knapp 4 mag und es konnte mit dem Fernglas ein Schweif beobachtet werden.

Am 10. Mai erreichte der Komet seine nördlichste Position am Himmel, er war bereits heller als 3 mag und hatte einen Schweif von 1° Länge. Am folgenden Tag erreichte der Komet seine größte Nähe zur Erde und bewegte sich daher schnell über den Himmel, über 44° an einem Tag. Seine Helligkeit erreichte am 12. Mai fast 2 mag und seine Koma hatte einen Durchmesser von nahezu 3°, ebenso lang war der Schweif.

Am 13. Mai sank die Helligkeit bereits wieder ab und es gab weniger Beobachtungen mit bloßem Auge. Die letzte erfolgte am 18. Mai in Australien, als die Helligkeit des Kometen schon wieder unter 5 mag gefallen war. Ende des Monats lag sie bereits unter 8 mag. Ab Anfang Juni bewegte sich der Komet am Himmel südwärts und konnte bald nur noch von der Südhalbkugel beobachtet werden. Im Juli gab es nur noch wenige visuelle Beobachtungen, um den 12. Juli lag die Helligkeit noch bei 16 mag. Die letzte Beobachtung erfolgte schließlich am 4. Oktober in Neuseeland bei 18,6 mag.B. G. Marsden: Comets in 1983. In: Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. Band 27, 1986, S. 102–118, . (PDF; 398 kB)G. W. Kronk, M. Meyer, D. A. J. Seargent: Cometography – A Catalog of Comets. Volume 6: 1983–1993. Cambridge University Press, Cambridge 2017, ISBN 978-0-521-87216-4, S. 4–12.

Wissenschaftliche Auswertung Die ungewöhnlich große Annäherung an die Erde bot Gelegenheit, den Kometen mit einer hohen räumlichen Auflösung zu studieren. Normalerweise sind der Kern und seine direkte Umgebung zu klein, um von der Erde aus beobachtet werden zu können. In diesem Fall konnte jedoch bei seiner größten Annäherung eine räumliche Auflösung von 10–20 km erreicht werden.

Am La-Silla-Observatorium in Chile wurde der Komet mit drei Instrumenten beobachtet: Spektren wurden mit dem ESO-3,6-m-Teleskop und dem 1,52-m-Teleskop aufgenommen und fotografische Aufnahmen wurden mit dem Danish 1,5-m-Teleskop gemacht.T. Encrenaz, H. Pedersen, M. Tarenghi: Observations of Comet IRAS-Araki-Alcock (1983 d) at La Silla. In: The Messenger. Nr. 33, 1983, S. 15–16, . (PDF; 1,11 MB)

Mit dem 61-cm-Teleskop am Fred-Lawrence-Whipple-Observatorium in Arizona wurden vom 6.–11. Mai 1983 insgesamt 116 Aufnahmen des Kometen gemacht, die eine fächerartige Koma mit drei Strahlen zeigen. Die drei Strahlen gingen von Gebieten nahe dem Südpol des Kometenkerns aus und rotierten im Uhrzeigersinn. Wahrscheinlich ließ sich dabei auch eine Präzession des Kerns erkennen. Am 9.–10. Mai wurde ein Helligkeitsausbruch beobachtet.J. Pittichová: On the rotation of the IRAS-Araki-Alcock nucleus. In: Planetary and Space Science. Band 45, Nr. 7, 1997, S. 791–794, doi:10.1016/S0032-0633(96)00151-1.

Zwischen dem 7. und 11. Mai 1983 wurden mit dem 50-cm-Schmidt-Teleskop am Dodaira-Observatorium des National Astronomical Observatory of Japan 29 fotografische Aufnahmen des Kometen gemacht, am 12. Mai noch zwei Aufnahmen mit dem 105-cm-Schmidt-Teleskop am Kiso-Observatorium. Die Aufnahmen zeigen die zeitlich stark asymmetrischen Veränderungen der Kometenkoma in diesem Zeitraum. Es wurde daraus geschlossen, dass die Oberfläche des Kometenkerns ziemlich inhomogen ist und mehrere aktive Zonen besitzt, eine Rotationsperiode zwischen 18 und 170 Stunden wurde abgeleitet, ebenso wie eine räumliche Orientierung der Rotationsachse. Auch ein schwacher Ionenschweif konnte am 9. Mai beobachtet werden.J. Watanabe: The rotation of Comet 1983 VII IRAS-Araki-Alcock. In: Publications of the Astronomical Society of Japan. Band 39, Nr. 3, 1987, S. 485–503, . (PDF; 358 kB)J. Watanabe: Photographic Observations of Comet IRAS-Araki-Alcock 1983 VII. In: Publications of the National Astronomical Observatory of Japan. Band 1, 1990, S. 331–342, . (PDF; 2,73 MB)

Am 9. Mai 1983 wurden fotografische und spektrografische Aufnahmen im sichtbaren und infraroten Licht mit dem 90-cm-Schmidt-Teleskop und dem 182-cm-Teleskop am Osservatorio Astrofisico di Asiago in Italien gemacht, mit denen zum einen auf eine Rotation des Kometenkerns geschlossen werden konnte, zum anderen im Spektrum neben bekannten Linien erstmals in einem astronomischen Objekt auch die Linien von HCO und H2S+ eindeutig nachgewiesen werden konnten. Weitere Linien stammten vermutlich von H2CO, DCO, S2 und NH4, was aber noch weitere Untersuchungen erforderte. Diese neu entdeckten Verbindungen deuten möglicherweise auf eine ungewöhnliche Herkunft des Kometen hin.C. B. Cosmovici, S. Ortolani: Detection of new molecules in the visible spectrum of Comet IRAS-Araki-Alcock (1983 d). In: Nature. Band 310, 1984, S. 122–124, doi:10.1038/310122a0.C. B. Cosmovici, S. Ortolani: Formaldehyde in Comet IRAS-Araki-Alcock (1983 d). Cosmogonical Implications. In: J. Klinger, D. Benest, A. Dollfus, R. Smoluchowski (Hrsg.): Ices in the Solar System. NATO ASI Series (Series C: Mathematical and Physical Sciences), Band 156, Springer, Dordrecht 1987, ISBN 978-94-010-8891-6, S. 473–485, doi:10.1007/978-94-009-5418-2_33.

mini|rechts|Falschfarbenbild des Kometen, aufgenommen von IRAS Auch mit dem Satelliten IRAS wurde der Komet um die Zeit seiner größten Erdnähe im Infraroten beobachtet. Sehr auffällig war dabei ein ausgedehnter Staubschweif, über den es keine Berichte aus visuellen Beobachtungen gab. Es wurde eine Staubproduktionsrate von 200 kg/s errechnet, die Staubpartikel waren im Mittel 5–30 µm groß.R. G. Walker, H. H. Aumann, J. Davies, S. Green, T. de Jong, J. R. Houck, B. T. Soifer: Observations of comet IRAS-Araki-Alcock 1983 d. In: The Astrophysical Journal. Band 278, 1984, S. L11–L14, doi:10.1086/184211. (PDF; 464 kB)

Aufnahmen von Spektren im Ultravioletten mit dem International Ultraviolet Explorer (IUE), als der Komet nur 0,032 AE von der Erde entfernt war, zeigten starke Emissionslinien von S2. Dieses Molekül konnte erstmals in einem astronomischen Objekt nachgewiesen werden. Es entstammte direkt dem Kern und eine Produktionsrate konnte ermittelt werden, ebenso wie das Verhältnis der Produktionsraten von S2 und des etwa gleich häufigen CS zu OH.M. F. AʼHearn, D. G. Schleicher, P. D. Feldman: The discovery of S2 in comet IRAS-Araki-Alcock 1983 d. In: The Astrophysical Journal. Band 274, 1983, S. L99–L103, doi:10.1086/184158. (PDF; 408 kB) Das Hydroxyl-Radikal ist ein Zerfallsprodukt von Wasser und kann ein Maß für die Verteilung von Wasser in unmittelbarer Umgebung des Kometenkerns liefern, wenn es mit so hoher räumlicher Auflösung wie bei diesem Kometen beobachtet werden kann.S. A. Budzien, P. D. Feldman: OH prompt emission in comet IRAS-Araki-Alcock (1983 VII). In: Icarus. Band 90, Nr. 2, 1991, S. 308–318, doi:10.1016/0019-1035(91)90109-7.

Am 13. Mai 1983 wurden fotografische und spektrografische Aufnahmen des Kometen mit dem Danish 1,5-m-Teleskop und dem ESO-3,6-m-Teleskop an der Europäischen Südsternwarte gemacht und hinsichtlich der Verteilung von Staub und den Gasen C2, CN, C3, NH2 und atomarem Sauerstoff in der Umgebung des Kerns ausgewertet. Die Daten zeigten, dass der Kern von einer etwa 20 km dicken Hülle aus festen Partikeln umgeben ist, die wiederum von einer asymmetrischen Hülle aus festen Partikeln geringerer Größe umgeben ist. Die Verteilung der Gashülle weist darauf hin, dass die unbeleuchtete Seite des Kometen etwa dreimal weniger Gas ausstößt als die beleuchtete.M. C. Festou, T. Encrenaz, C. Boisson, H. Pedersen, M. Tarenghi: Comet IRAS-Araki-Alcock (1983 VIII [sic]) – Distribution of the dust and of gaseous species in the vicinity of the nucleus. In: Astronomy & Astrophysics. Band 174, Nr. 1–2, 1987, S. 299–305, . (PDF; 514 kB)