C/2013 A1 (Siding Spring) ist ein Komet, der im Jahr 2014 nur mit optischen Instrumenten beobachtet werden konnte. Im Oktober 2014 ging er in dem ungewöhnlich geringen Abstand von etwa 140.000 km am Planeten Mars vorbei.
Entdeckung und Beobachtung Der Komet wurde von dem australischen Astronomen Robert H. McNaught am Siding-Spring-Observatorium in New South Wales mit Hilfe eines 51-cm-Schmidt-Teleskops auf Aufnahmen entdeckt, die er am 3. Januar 2013 kurz vor Mitternacht (Ortszeit) bei einer Helligkeit von etwa 18,5 mag gemacht hatte. Bereits kurz danach konnte die Entdeckung durch weitere Beobachtungen an einem Observatorium in Argentinien bestätigt werden. Nachträglich konnte der Komet bereits auf Aufnahmen festgestellt werden, die am 4. Oktober und 21. Dezember 2012 von Pan-STARRS und am 8. Dezember 2012 von der Catalina Sky Survey gemacht worden waren. Bei seiner Entdeckung war der Komet noch 7,2 AE von der Sonne und 6,5 AE von der Erde entfernt.
Im weiteren Verlauf des Jahres 2013 wurde der Komet an zahlreichen Observatorien weiter fotografisch beobachtet. Die erste visuelle Beobachtung durch ein Teleskop erfolgte erst im Dezember 2013 in New Mexico bei einer Helligkeit von 14 mag. Auch für den größten Teil des Jahres 2014 blieb der Komet ein Beobachtungsobjekt hauptsächlich für die Südhalbkugel. Am 3. September ging der Komet für Beobachter dort in etwa 15° Abstand am südlichen Himmelspol vorbei. Bis Ende Juli 2014 war die Helligkeit bis auf etwa 10 mag angestiegen und auch bis zur größten Annäherung an die Erde Anfang September wurde der Komet nicht mehr wesentlich heller. Die Helligkeit sank zunächst schnell wieder ab bis auf etwa 12 mag, stieg dann aber im November noch einmal durch einen Aktivitätsausbruch kurzzeitig bis auf 9 mag an.
Erst Anfang 2015 konnte der Komet auf der Nordhalbkugel zunächst am Morgenhimmel beobachtet werden, zu der Zeit hatte seine Helligkeit aber bereits wieder abgenommen. Die letzten Aufnahmen von ihm gelangen Ende Januar 2017 bei einer Helligkeit von 20 mag.J. Shanklin: The brighter comets of 2013. In: Journal of the British Astronomical Association. Band 128, Nr. 6, 2018, S. 360–368. . (PDF; 1,21 MB)
Vorbeiflug am Mars Unter Verwendung der Daten aus den Beobachtungen vor McNaughts Entdeckung konnte rasch eine erste Berechnung der Bahn des Kometen erfolgen und bereits gut zwei Wochen nach der Entdeckung war klar, dass es eine sehr nahe Begegnung des Kometen mit dem Mars geben würde. Bei dieser Begegnung um den 19. Oktober 2014 würde der Komet sich dem Mars bis auf den geringen Abstand von etwas mehr als 100.000 km nähern und der den Kometen begleitende Staub könnte starke Meteorschauer in dessen Atmosphäre auslösen. Sogar ein Zusammenstoß mit dem Mars wurde in Erwägung gezogen.
Mit dem Vorliegen immer genauerer Bahnelemente konnte man Anfang 2014 abschätzen, dass der Komet in knapp 140.000 km am Mars vorbeifliegen würde. Allerdings stellte der den Kometen begleitende Staub eine Gefahr für die diversen den Mars umrundenden Satelliten dar. Die NASA arbeitete daher daran, die Umlaufbahnen der Satelliten so zu beeinflussen, dass sie sich zum Zeitpunkt der größten Annäherung auf der kometenabgewandten Seite des Mars aufhalten würden.
Durch die große Nähe gab es Voraussagen, dass der Komet vom Mars aus gesehen eine Helligkeit von über −8 mag erreichen könnte. Man plante daher, ihn mit allen verfügbaren Beobachtungsmöglichkeiten aus dem All und von der Marsoberfläche zu beobachten. Aus der Umlaufbahn sollte der Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) Aufnahmen des Kometenkerns machen. Von der Marsoberfläche sollten die Rover Curiosity und Opportunity Ausschau halten nach Meteoren, um die Auswirkungen der Staubpartikel auf die Marsatmosphäre zu studieren.
Als der Komet am 19. Oktober 2014 um 18:27 Uhr UT mit der hohen Relativgeschwindigkeit von 56,0 km/s (201.000 km/h) und in einer Entfernung von etwa 140.100 km am Mars vorbeiflog, wurde er nicht nur mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) aus der Erdumlaufbahn, sondern auch von den Raumsonden Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey und MAVEN, sowie den Marsrovern Curiosity und Opportunity beobachtet. Seine Helligkeit am Marshimmel überstieg wohl kaum −3 mag. Obwohl ihn die Raumsonden fotografieren konnten, zeigten die Bilder nicht viel mehr als ein verschwommenes Objekt, wohl auch, weil sie sich auf der kometenabgewandten Seite des Mars befanden. Die Raumsonde MAVEN konnte einen intensiven Meteorschauer beobachten. Aus den Aufnahmen mit dem High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE)-Instrument an Bord des Mars Reconnaissance Orbiter wurde auch ein Durchmesser des Kometenkerns zwischen 400 und 700 m abgeleitet. Neben den genannten Marssonden der NASA befanden sich auch noch die Raumsonden Mars Express (MEX) der ESA und die Mars Orbiter Mission (MOM) der ISRO beim Mars.
Wissenschaftliche Auswertung Der Komet Siding Spring war ein durchschnittlich aktiver Komet, der sich auch nicht besonders an Sonne oder Erde annäherte. Die allgemeinen wissenschaftlichen Untersuchungen beschränkten sich daher auf wenige Experimente.
So konnte bereits Ende März 2013, als der Komet noch 6,5 AE von der Sonne entfernt war, seine thermische Emission mit dem Photometer PACS an Bord des Herschel-Weltraumteleskops gemessen werden. Der Komet hatte zu diesem Zeitpunkt bereits eine Koma mit einem Radius von 50.000 km. Es wurde die Produktionsrate von Staub abgeleitet und geschätzt, dass die Aktivität des Kometen sechs Monate zuvor bei einem Sonnenabstand von etwa 8 AE begann.Cs. Kiss, T. G. Müller, M. Kidger, P. Mattisson, G. Marton: Comet C/2013 A1 (Siding Spring) as seen with the Herschel Space Observatory. In: Astronomy & Astrophysics. Band 574, L3, 2015, S. 1–5 doi:10.1051/0004-6361/201425127. (PDF; 16,6 MB)
mini|links|Komet Siding Spring am 27. März 2014, Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops Während drei Gelegenheiten wurde der Komet im Oktober 2013, sowie im Januar und März 2014 mit der Wide Field Camera 3 (WFC3) des Hubble-Weltraumteleskops beobachtet, als er noch 4,6–3,3 AE von der Sonne entfernt war. Es konnten zu den jeweiligen Beobachtungszeiten die Produktionsraten von Staub und die Farbe der Koma bestimmt werden. Für die Größe der Staubkörner wurden Werte von 1–10 µm abgeschätzt. Auch wurden zwei von dem Kometen ausgehende Staubstrahlen beobachtet, aus deren zeitlich veränderten Positionen zwei mögliche Ausrichtungen der Rotationsachse des Kometenkerns abgeleitet wurden.J.-Y. Li (李荐扬), N. H. Samarasinha, M. S. P. Kelley, T. L. Farnham, M. F. A’Hearn, M. J. Mutchler, C. M. Lisse, W. A. Delamere: Constraining the Dust Coma Properties of Comet C/Siding Spring (2013 A1) at Large Heliocentric Distances. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 797, Nr. 1, L8, 2014, S. 1–7 doi:10.1088/2041-8205/797/1/L8. (PDF; 1,90 MB)
Die Aktivität des Kometen wurde auch durch das Ultraviolet/optical Telescope (UVOT) an Bord des Satelliten Swift über einen Zeitraum vom November 2013, als der Komet noch 4,5 AE von der Sonne entfernt war, bis zu seinem Perihel im Oktober 2014 systematisch beobachtet. Es konnten dabei die Produktionsraten von Wasser und CO2, sowie ihre zeitlichen Veränderungen ermittelt werden.D. Bodewits, M. S. P. Kelley, J.-Y. Li, T. L. Farnham, M. F. A’Hearn: The Pre-Perihelion Activity of Dynamically New Comet C/2013 A1 (Siding Spring) and Its Close Encounter with Mars. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 802, Nr. 1, L6, 2015, S. 1–5 doi:10.1088/2041-8205/802/1/L6. (PDF; 555 kB) Im Rahmen der Mission NEOWISE wurde der Komet im Januar, Juli und September 2014 auch im Infraroten beobachtet. Zwischen Januar und Juli nahm seine Aktivität deutlich zu, nahm aber bis zum September wieder ab. Die Produktionsraten von Staub, CO und CO2 wurden ermittelt.R. Stevenson, J. M. Bauer, R. M. Cutri, A. K. Mainzer, F. J. Masci: NEOWISE Observations of Comet C/2013 A1 (Siding Spring) as It Approaches Mars. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 798, Nr. 2, L31, 2015, S. 1–4 doi:10.1088/2041-8205/798/2/L31. (PDF; 404 kB)
Mit der Balloon Observation Platform for Planetary Science (BOPPS), die Ende September 2014 in New Mexico gestartet wurde, konnte der Komet mit einem Teleskop aus der Stratosphäre beobachtet und die Produktionsrate von Wasser ermittelt werden.A. F. Cheng, C. A. Hibbitts, R. Espiritu, R. McMichael, Z. Fletcher, P. Bernasconi, J. D. Adams, C. M. Lisse, M. L. Sitko, R. Fernandes, E. F. Young, T. Kremic: Stratospheric balloon observations of comets C/2013 A1 (Siding Spring), C/2014 E2 (Jacques), and Ceres. In: Icarus. Band 281, 2017, S. 404–416 doi:10.1016/j.icarus.2016.08.007. Auch am Nançay-Radioobservatorium wurde in der ersten Hälfte des Oktober die Produktionsrate von OH gemessen.J. Crovisier, P. Colom, N. Biver, D. Bockelée-Morvan: Comet C/2013 A1 (Siding Spring). In: Central Bureau Electronic Telegrams. Nr. 4001, 2014. .
Mit dem TRAPPIST-Teleskop am La-Silla-Observatorium wurde der Komet ab September 2013, als er noch knapp 5 AE von der Sonne entfernt war, zunächst bis Anfang April 2014 und dann wieder ab Ende Mai bis Mitte November, einige Wochen nach seinem Perihel, regelmäßig beobachtet. Es wurden dabei die Produktionsraten von OH, NH, CN, C3, C2 und Staub ermittelt. Mit dem FORS2-Spektrometer am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte wurden zwischen Juli und September 2014 Spektren der Kometenkoma aufgenommen und auch daraus die Produktionsraten von CN und C2 abgeleitet. Beide Messverfahren zeigten gute Übereinstimmung. Die Auswertung der Staubproduktion zeigte zuerst eine langsame Zunahme, bis bei einem Sonnenabstand von 4,3 AE ein Maximum erreicht wurde und danach wieder eine Abnahme registriert wurde. Ab Ende Mai setzte eine zweite wellenförmige Bewegung ein, mit einem Maximum Mitte Juli bei etwa 2,0 AE Sonnenabstand und einer folgenden leichten Abnahme, die bis zum Periheldurchgang des Kometen andauerte. Zwischen dem 7. und 11. November zeigten die Daten einen plötzlichen Aktivitätsanstieg, als sowohl Staub- als auch Gasproduktion innerhalb weniger Tage um den Faktor 5 anstiegen, bevor sie nach dem 12. November wieder abnahmen.C. Opitom, A. Guilbert-Lepoutre, E. Jehin, J. Manfroid, D. Hutsemékers, M. Gillon, P. Magain, G. Roberts-Borsani, O. Witasse: Long-term activity and outburst of comet C/2013 A1 (Siding Spring) from narrow-band photometry and long-slit spectroscopy. In: Astronomy & Astrophysics. Band 589, A12, 2016, S. 1–12 doi:10.1051/0004-6361/201527628. (PDF; 1,05 MB)
Im Vorfeld der Begegnung mit Mars Wesentlich mehr wissenschaftliche Untersuchungen wurden dagegen gezielt im Vorfeld der starken Annäherung des Kometen an den Mars durchgeführt. Eine so nahe Begegnung eines Kometen mit Mars (innerhalb 50 Marsradien) geschieht wahrscheinlich nur einmal in 100.000 Jahren,Q.-Z. Ye (叶泉志), M.-T. Hui (许文韬): An Early Look of Comet C/2013 A1 (Siding Spring): Breathtaker or Nightmare? In: The Astrophysical Journal. Band 787, Nr. 2, L35, 2014, S. 1–5 doi:10.1088/0004-637X/787/2/115. (PDF; 1,81 MB) und so sollten während dieses noch nie zuvor beobachteten Ereignisses neue Erkenntnisse über die Dynamik des Kometen und seiner Wechselwirkung mit dem Planeten gewonnen werden, weshalb viele Forschungsprojekte bereits einige Zeit vor der eigentlichen Begegnung des Kometen mit Mars begonnen und dann noch darüber hinaus durchgeführt wurden.