2I/Borisov oder C/2019 Q4 (Borisov) ist ein Komet, der 2019 und 2020 mit großen Teleskopen beobachtet werden konnte. Es ist das zweite innerhalb des Sonnensystems beobachtete Objekt, das als interstellar klassifiziert wurde.
Entdeckung und Beobachtung Der russische Teleskoptechniker und Amateurastronom Gennadi Wladimirowitsch Borissow hatte bereits sieben Kometen und weitere erdnahe Objekte (NEOs) entdeckt. Am 30. August 2019 beobachtete er in der Morgendämmerung mit einem selbstgebauten 0,65-m-Teleskop an seinem privaten MARGO-Observatorium in Nautschnyj auf der Krim einen neuen Himmelskörper mit einer Helligkeit von etwa 18 mag, der bereits Anzeichen einer Koma und eines Schweifs zeigte, und der daher als neuer Komet zunächst die Bezeichnung C/2019 Q4 (Borisov) erhielt.G. V. Borisov, B. M. Shustov: Discovery of the First Interstellar Comet and the Spatial Density of Interstellar Objects in the Solar Neighborhood. In: Solar System Research. Band 55, 2021, S. 124–131, doi:10.1134/S0038094621020027. Bereits kurz nach seiner Entdeckung zeigten erste Berechnungen, dass sich das Objekt auf einer stark hyperbolischen Bahn bewegt. Dies war so ungewöhnlich, dass erst nach zwei Wochen weiterer Beobachtungen und Analysen durch die Umbenennung in 2I/Borisov am 24. September offiziell bestätigt wurde, dass es sich dabei nach 1I/ʻOumuamua um das zweite bekannte interstellare Objekt handelte.J. Shanklin: The brighter comets of 2019. In: Journal of the British Astronomical Association. Band 132, Nr. 6, 2022, S. 359–363 (PDF; 1,56 MB).
Zum Zeitpunkt seiner Entdeckung war der Komet noch etwa 3,0 AE von der Sonne entfernt. Eine Suche nach unbemerkten früheren Beobachtungen führte zu Aufnahmen der Zwicky Transient Facility (ZTF) am Palomar-Observatorium in Kalifornien von Anfang Mai 2019, die ihn bei etwa 20 mag Helligkeit zeigten. Mit diesen Daten konnte die Bahn des Kometen genauer berechnet werden und dadurch gelang es, ihn sogar auf weiteren ZTF-Aufnahmen bis zurück zum 13. Dezember 2018 bei einer Helligkeit von 21 mag nachzuweisen, als er noch 7,8 AE von der Sonne entfernt war. Einen Monat zuvor war er noch nicht festzustellen, was darauf hindeuten könnte, dass seine Aktivität zu diesem Zeitpunkt begann.Qu. Ye (叶泉志), M. S. P. Kelley, B. T. Bolin, D. Bodewits, D. Farnocchia, F. J. Masci, K. J. Meech, M. Micheli, R. Weryk, E. C. Bellm, E. Christensen, R. Dekany, A. Delacroix, M. J. Graham, Sh. R. Kulkarni, R. R. Laher, B. Rusholme, R. M. Smith: Pre-discovery Activity of New Interstellar Comet 2I/Borisov beyond 5 au. In: The Astronomical Journal. Band 159, Nr. 2, 2020, S. 1–9, doi:10.3847/1538-3881/ab659b (PDF; 1,37 MB).
Für Beobachter in mittleren nördlichen Breiten war der Komet in den Monaten nach seiner Entdeckung nur in der zweiten Nachthälfte kurz vor der Morgendämmerung und sehr dicht über dem östlichen Horizont zu beobachten. Dies war aber durch seine geringe Helligkeit nur mit größeren Teleskopen möglich. Durch seinen anfangs nicht allzu großen Abstand zur Sonne war er aus technischen Gründen dabei für viele große Teleskope nicht erreichbar. Durch diese schwierigen Beobachtungsbedingungen schwankten die gemeldeten Angaben zu seiner Helligkeit auch stets in weiten Bereichen zwischen 19 und 15 mag. Die größte Helligkeit wurde um die Jahreswende 2019/2020 mit bis zu 14 mag gemeldet.
Um diese Zeit stand der Komet kurz vor Sonnenaufgang im Süden, war aber auf der Nordhalbkugel dicht über dem Horizont nicht mehr zu beobachten. Für Beobachter auf der Südhalbkugel war er seit November 2019 am Morgenhimmel erschienen, stieg aber rasch höher und war nach dem Jahreswechsel während der ganzen Nacht zu beobachten, im Februar zog er nahe am Kreuz des Südens vorbei.
Die letzten Positionsbestimmungen gelangen am 30. September 2020 mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) bei einer Helligkeit von etwa 25 mag. Der Komet war zu der Zeit bereits wieder 3,9 AE von der Sonne und 3,3 AE von der Erde entfernt.
Wissenschaftliche Auswertung Als bereits kurz nach der Entdeckung des Kometen Borisov klar wurde, dass es sich dabei um ein interstellares Objekt (ISO) handelte, das voraussichtlich nur für knapp ein Jahr von der Erde aus beobachtet werden könnte, wurden rasch zahlreiche Untersuchungen gestartet, um diese seltene Gelegenheit zu nutzen. Zum einen wurden astrometrische und photometrische Beobachtungen vorgenommen, um die Bahn und Morphologie des Kometen möglichst genau zu bestimmen,M. Mugrauer, R. Bischoff, W. Stenglein, J. Trautmann, B. Baghdasaryan, S. Schlagenhauf: Follow-up imaging observations of comet 2I/Borisov. In: Astronomische Nachrichten. Band 341, Nr. 3, 2020, S. 258–272, doi:10.1002/asna.202013734 (PDF; 1,43 MB). aber insbesondere wurde der Fragestellung nachgegangen, ob sich deutliche Unterschiede zwischen diesem sehr fremden Objekt und den vertrauten Körpern aus unserem eigenen Sonnensystem ergeben würden.
mini|links|Aufnahme des Kometen am 10. September 2019 durch das Gemini-Teleskop Frühe Forschung bis zum Perihel Bereits am 10. und 13. September 2019 wurde der Komet mit dem William-Herschel-Teleskop (WHT) des Roque-de-los-Muchachos-Observatoriums auf La Palma beobachtet, sowie ebenfalls am 10. September mit dem 8,1-m-Teleskop Gemini-Nord (GNT) des Mauna-Kea-Observatoriums auf Hawaiʻi. Außer einer Bestätigung der bis dahin noch nicht gesicherten hyperbolischen Bahn und damit des interstellaren Ursprungs konnten morphologisch und photometrisch keine Auffälligkeiten festgestellt werden und der Komet Borisov erschien soweit völlig ähnlich zu den unserem Sonnensystem zugehörigen Kometen.P. Guzik, M. Drahus, K. Rusek, W. Waniak, G. Cannizzaro, I. Pastor-Marazuela: Initial characterization of interstellar comet 2I/Borisov. In: Nature Astronomy. Band 4, 2020, S. 53–57, doi:10.1038/s41550-019-0931-8 (arXiv-Preprint: PDF; 9,74 MB). Am 12. September erfolgte eine Beobachtung am Gran Telescopio Canarias (GTC) des Roque-de-los-Muchachos-Observatoriums. Die Aufnahmen bestätigten die kometenähnliche Natur und die gewonnenen Spektren wiesen auf eine gleiche Zusammensetzung und ähnliche Entstehungsprozesse hin wie bei Kometen des Sonnensystems.J. de León, J. Licandro, M. Serra-Ricart, A. Cabrera-Lavers, J. Font Serra, R. Scarpa, C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos: Interstellar Visitors: A Physical Characterization of Comet C/2019 Q4 (Borisov) with OSIRIS at the 10.4 m GTC. In: Research Notes of the AAS. Band 3, Nr. 9, 2019, doi:10.3847/2515-5172/ab449c. Weitere frühe Beobachtungen erfolgten am 17. September am Nordic Optical Telescope (NOT) am Roque-de-los-Muchachos-Observatorium. Die photometrischen und spektroskopischen Messungen erlaubten die Abschätzung einer oberen Grenze für den Radius des Kometenkerns. Es konnten keine Emissionslinien von C2 festgestellt werden.Ch.-Hs. Lee: Early Observations of the Interstellar Comet 2I/Borisov. In: Geosciences. Band 9, Nr. 12, 2019, S. 1–5, doi:10.3390/geosciences9120519 (PDF; 1,75 MB).
Vom 13. bis 26. September wurden weitere Aufnahmen und Spektren im sichtbaren Bereich mit dem GTC gewonnen sowie am 24. September Aufnahmen im nahen Infrarot mit dem Telescopio Nazionale Galileo (TNG) auf La Palma gemacht. Es konnte eine mäßige Produktion von Staub modelliert und die Produktionsrate von CN bestimmt werden, eine obere Abschätzung für die Produktionsrate von C2 erwies den Kometen Borisov als arm an Kohlenstoff.J. de Leon, J. Licandro, C. de la Fuente Marcos, R. de la Fuente Marcos, L. M. Lara, F. Moreno, N. Pinilla-Alonso, M. Serra-Ricart, M. De Pra, G. P. Tozzi, A. C. Souza-Feliciano, M. Popescu, R. Scarpa, J. Font Serra, S. Geier, V. Lorenzi, A. Harutyunyan, A. Cabrera-Lavers: Visible and near-infrared observations of interstellar comet 2I/Borisov with the 10.4-m GTC and the 3.6-m TNG telescopes. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Band 495, Nr. 2, 2020, S. 2053–2062, doi:10.1093/mnras/staa1190 (PDF; 1,69 MB). Im selben Zeitraum, nämlich am 20. September, war er erneut mit dem WHT beobachtet worden. Es konnte spektroskopisch im Violetten nur die Emissionslinie von CN festgestellt und eine Produktionsrate von 0,2 kg/s dafür bestimmt werden.A. Fitzsimmons, O. Hainaut, K. J. Meech, E. Jehin, Y. Moulane, C. Opitom, B. Yang, J. V. Keane, J. T. Kleyna, M. Micheli, C. Snodgrass: Detection of CN Gas in Interstellar Object 2I/Borisov. In: The Astrophysical Journal Letters. Band 885, Nr. 1, L9, 2019, S. 1–6, doi:10.3847/2041-8213/ab49fc (PDF; 534 kB).
Vom 13. September bis 4. Oktober wurde der Komet mehrfach mit dem NOT beobachtet, um eine erste Charakterisierung vorzunehmen. Die Aufnahmen zeigten eine aktive Emission von Staub, der sich zu einem Schweif von über 140.000 km Länge erstreckte, während die Koma jeden Tag um etwa 1 % heller erschien. Es wurde angenommen, dass die Aktivität bei einem Sonnenabstand von 4,5 AE mit der Sublimation von Wassereis begann. Die Staubpartikel hatten einen Radius von etwa 100 µm und die Produktionsrate des Staubs lag bei etwa 2 kg/s. Als obere Grenze für den Radius des Kerns wurden zwar formell 3,8 km errechnet, aber es wurde statistisch dafür ein wesentlich geringerer Wert von nur einigen hundert Metern in Betracht gezogen.D. Jewitt, J. Luu: Initial Characterization of Interstellar Comet 2I/2019 Q4 (Borisov). In: The Astrophysical Journal Letters. Band 886, Nr. 2, L29, 2019, S. 1–6, doi:10.3847/2041-8213/ab530b (PDF; 706 kB). Ein Vergleich der Messergebnisse der ersten sechs Wochen für den Kometen Borisov mit acht Kometen aus der Oortschen Wolke und mit vergleichbaren Periheldistanzen ergab, das es in weiten Bereichen eine Übereinstimmung im Hinblick auf die Erscheinung, die Form und Richtung des Schweifs sowie die Staubproduktion gab.Z. Sekanina: Are 2I/Borisov and Oort Cloud Comets Alike? arXiv-Preprint, 2019, S. 1–13, doi:10.48550/arXiv.1910.08208 (PDF; 357 kB).
Messungen im Infraroten am 19. September und 9. Oktober mit dem SpeX-Spektrographen am 3-m-Teleskop der Infrared Telescope Facility (IRTF) und am 24. September mit dem Gemini Near-InfraRed Spectrograph (GNIRS) am Gemini-Nord-Teleskop (GNT), beide auf Hawaiʻi, zeigten keine besonderen Merkmale, insbesondere konnten keine Absorptionslinien von Wassereis festgestellt werden. Für die Koma des Kometen wurde daher ein maximaler Anteil an Wasser von 10 % abgeleitet. Das Spektrum erwies sich als ähnlich zu dem von 1I/ʻOumuamua und vergleichbar mit dem von Kometen des Sonnensystems.B. Yang (杨彬), M. S. P. Kelley, K. J. Meech, J. V. Keane, S. Protopapa, S. J. Bus: Searching for water ice in the coma of interstellar object 2I/Borisov. In: Astronomy & Astrophysics. Band 634, L6, 2020, S. 1–5, doi:10.1051/0004-6361/201937129 (PDF; 3,45 MB).