C/1956 R1 (Arend-Roland)

C/1956 R1 (Arend-Roland) ist ein Komet, der im Jahr 1957 mit dem bloßen Auge gesehen werden konnte. Er wird aufgrund seiner außerordentlichen Helligkeit zu den „Großen Kometen“ gezählt.

Entdeckung und Beobachtung Sylvain Arend und Georges Roland von der Königlichen Sternwarte von Belgien in Uccle entdeckten diesen Kometen am 8. November 1956 auf zwei 50-minütigen Aufnahmen eines 40-cm-Astrografen.G. Roland: Les cinq comètes « belges ». In: Ciel et Terre. Bd. 101, 1968, S. 123–128, (PDF; 3,71 MB). Sie schätzten die Helligkeit auf 10 mag. Erst am 20. November konnte die Entdeckung durch eine Kontrollaufnahme bestätigt werden. Kurz darauf fand Sigeru Kaho vom Tokyo Astronomical Observatory ein Abbild des Kometen auf einer Photoplatte, die er bereits am 7. November (Ortszeit) belichtet hatte.

Da sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn noch einmal vom Kometen entfernte, nahm seine Helligkeit bis Ende des Jahres und noch bis Mitte Februar 1957 nicht nennenswert zu. Gegen Ende Februar hatte die Helligkeit etwa 7,5 mag erreicht. Am 20. März bewegte sich der Komet von der Erde aus gesehen im Abstand von 14° an der Sonne vorbei und erreichte seine südlichste Deklination am 1. April, wodurch er für einige Zeit nur von der Südhalbkugel beobachtbar war. Wenig später bewegte er sich rasch nordwärts und seiner größten Annäherung an die Erde entgegen.

Am 6. April hatte die Helligkeit 3–4 mag erreicht und es hatte sich ein Schweif von 3–5° Länge ausgebildet. Am 10. April wurde der Komet auch mit bloßem Auge gesehen, erreichte am 13. April 1 mag Helligkeit und ging am 16. April von der Erde aus gesehen ein weiteres Mal an der Sonne vorbei, diesmal in 5° Abstand. Wenig später wurde er auch wieder von mehreren Observatorien der Nordhalbkugel beobachtet. Die Helligkeit nahm nun langsam wieder ab, da sich der Komet wieder von der Sonne und ab dem 20. April auch von der Erde entfernte, aber die Schweiflänge des Kometen nahm weiterhin größere Werte an, die in der zweiten Aprilhälfte 30° erreichten. Am interessantesten war jedoch das Erscheinen eines sonnenwärts gerichteten Schweifs. Dieser Gegenschweif von „speerartiger“ Gestalt erreichte Längen von 10–15°.R. Brahde, K. Brekke: On the secondary tail of comet Arend-Roland 1956 h. In: Astrophisica Norvegica. Bd. 6, Nr. 3, S. 27–33, (PDF; 101 kB).

In den letzten Apriltagen war die Helligkeit des Kometen auf etwa 3–4 mag gesunken. Der Schweif war noch etwa 17° lang und der Gegenschweif fast verschwunden. Mitte Mai war die Helligkeit bis auf 5–6 mag gefallen und der Schweif nur noch 1–2° lang. Bis Ende des Jahres hatte die Helligkeit bis auf 18 mag abgenommen. Der Komet konnte bis in das folgende Jahr teleskopisch verfolgt werden. Am 15. Februar 1958 ging er in nur 0,1° Abstand am Polarstern vorbei. Die letzte Beobachtung erfolgte mit einem 102-cm-Reflektor am 11. April bei einer Helligkeit von etwa 21 mag.J. G. Porter: Comets (1956). In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 117, Nr. 3, 1957, S. 337–344, doi:10.1093/mnras/117.3.336 (PDF; 228 kB).J. G. Porter: Comets (1957). In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 118, Nr. 4, 1958, S. 393–400, doi:10.1093/mnras/118.4.393 (PDF; 254 kB).J. G. Porter: Comets (1958). In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 119, Nr. 4, 1959, S. 437–444, doi:10.1093/mnras/119.4.437 (PDF; 243 kB).Ch. Bertaud: Les comètes brillantes apparues depuis 1956. In: L’Astronomie. Bd. 89, 1975, S. 75–83, (PDF; 313 kB).M. J. Hendrie: The two bright comets of 1957. In: Journal of the British Astronomical Association. Bd. 106, Nr. 6, 1996, S. 315–330, (PDF; 830 kB).G. W. Kronk: Cometography – A Catalog of Comets. Volume 4: 1933–1959. Cambridge University Press, Cambridge 2009, ISBN 978-0-521-58507-1, S. 508–521.

Der Komet erreichte eine maximale Helligkeit von 1 mag.P. Moore, R. Rees: Patrick Moore’s Data Book of Astronomy. Cambridge University Press, Cambridge 2011, ISBN 978-0-521-89935-2, S. 271.

Wissenschaftliche Auswertung Durch die frühzeitige Entdeckung und da sich durch erste Bahnbestimmungen gute Beobachtungsbedingungen ab dem Frühjahr 1957 abzeichneten, empfing der Komet bereits im Vorfeld große Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit und bei den Astronomen. Dieser Komet war wahrscheinlich auch der erste, der von der Antarktis aus beobachtet werden konnte, da sich dort anlässlich des Internationalen Geophysikalischen Jahres mehrere Expeditionen aufhielten.

In Belgien wurde zu Ostern 1957 durch H. de Thier eine Fairchild C-119 der Luftstreitkräfte für die Beobachtung des Kometen eingesetzt. Erst oberhalb 3000 m konnte die Wolkendecke durchstoßen und der Komet beobachtet werden. Am selben Abend wurde ein zweiter 90-minütiger Flug unternommen, an dem neben dem belgischen König Baudouin auch der Mitentdecker Georges Roland teilnahm.

In zehn Nächten im Mai 1957 wurde der Komet in verschiedenen Farbbereichen photometrisch vermessen und Intensitätsprofile erstellt.A. Wehlau, W. Wehlau: Photoelectric photometry of Comet Arend-Roland (1956h). In: The Astronomical Journal. Bd. 64, Nr. 1275, 1959, S. 463–468, doi:10.1086/107974 (PDF; 444 kB). Auch durch Georg Heinrich Thiessen an der Sternwarte in Hamburg-Bergedorf, sowie an der Berliner Sternwarte, wurden ähnliche Untersuchungen der Helligkeit des Kometen durchgeführt und mit der Aktivität der Sonne in Beziehung gesetzt.G. H. Thiessen: Photoelektrische Untersuchungen an Kometen. I. Sekundäre Helligkeitsänderungen und Sonnenaktivität beim Kometen Arend-Roland (1956 h). In: Zeitschrift für Astrophysik. Bd. 43, 1957, S. 260–272, (PDF; 282 kB).P. Notni: Lichtelektrische Helligkeitsmessungen am Kometen 1956 h Arend-Roland. In: Astronomische Nachrichten. Bd. 286, Nr. 4, 1961, S. 169–178, doi:10.1002/asna.19612860405 (PDF; 388 kB).

Von dem Kometen konnten zahlreiche Spektrogramme erhalten werden. Sie zeigten „eine extreme Variabilität des Spektrums und eine abnormal erhöhte und variable Intensität der doppelten Natrium-Linie“. Aus der Stärke des durch den Schweif gestreuten Kontinuums konnte eine mittlere Größe der Staubpartikel von 0,5 bis 4 µm und eine Masse des sichtbaren Schweifs in der Größenordnung von 100 Mio. t abgeschätzt werden. Spektrophotometrische Beobachtungen des Schweifs des Kometen zeigten Ende April 1957 bei einem Sonnenabstand von etwa ⅔ AE eine rötlichere Färbung als das Sonnenlicht. Dies wurde möglicherweise durch Streuung an Eisenpartikeln mit einem mittleren Durchmesser von 0,6 µm in einem mittleren Abstand von 4,2 m hervorgerufen. Für die Gesamtmasse des Kometen wurde ein Wert von 1012 t abgeschätzt.W. Liller: The Nature of the Grains in the Tails of Comets 1956h and 1957d. In: The Astrophysical Journal. Bd. 132, 1960, S. 867–882, doi:10.1086/146986 (PDF; 1,62 MB). Die Färbung des gestreuten Lichts war stark vom Streuwinkel abhängig.K. Pflug: Die Intensitätsverteilung im Spektrum des Kometen Arend-Roland (1957 III). In: Astronomische Nachrichten. Bd. 290, Nr. 3, 1967, S. 89–98, doi:10.1002/asna.19672900302 (PDF; 465 kB). Eine Abschätzung der gesamten Menge an Staub, die der Komet bei seinem Durchlaufen des inneren Sonnensystems hinterlassen hat, ergaben Werte zwischen 300.000 und 50 Mio. t.M. Fulle: Meteoroids from comets Arend-Roland 1957III and Seki-Lines 1962III. In: Astronomy & Astrophysics. Bd. 189, Nr. 1–2, 1988, S. 281–291, doi:10.1038/1791240a0 (PDF; 300 kB).

Auch Untersuchungen der PolarisationM. K. V. Bappu, S. D. Sinvhal: Polarization Measures of Comet Arend-Roland (1956h) and Comet Mrkos (1957d). In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 120, Nr. 2, 1960, S. 152–162, doi:10.1093/mnras/120.2.152 (PDF; 235 kB). und der Radiostrahlung des Kometen wurden unternommen.R. Coutrez, J. Hunaerts, A. Koeckelenbergh: Radio Emission from Comet 1956 h on 600 MC. In: Proceedings of the IRE. Bd. 46, Nr. 1, 1958, S. 274–279, doi:10.1109/JRPROC.1958.286787.

240px|mini|links|Komet Arend-Roland am 27. April 1957 mit Gegenschweif Der extrem ausgeprägte Gegenschweif war Gegenstand intensiver Beobachtungen. Er hatte sich aus einer fächerförmigen Gestalt am 22. April 1957 zu einer schmalen Nadel entwickelt, die am 25. April eine Länge von 15° erreichte. Bis zum 29. April war er wieder vollständig verschwunden. Das vom Kometenkern ausgestoßene Material hatte sich hinter ihm auf seiner zurückgelegten Bahn angesammelt. Als die Erde für kurze Zeit genau in der Ebene dieser Bahn stand, erschien der Gegenschweif als ein optisch-perspektivisches Phänomen.F. L. Whipple: The Sunward Tail of Comet Arend-Roland. In: Nature. Bd. 179, 1957, S. 1240, (PDF; 383 kB).G. Larsson-Leander: Physical observations of Comet Arend-Roland (1956 h). In: Arkiv för Astronomi. Bd. 2, Nr. 23, 1959, S. 281–291, (PDF; 1,50 MB, mit vielen Bildern des Kometen und des Gegenschweifs).

Nachdem bereits die ersten Bahnbestimmungen des Kometen darauf hingewiesen hatten, dass er sich auf einer hyperbolischen Umlaufbahn bewegt, zog der Komet das Interesse der Astronomen auf sich, die den möglichen interstellaren Ursprung der Kometen untersuchten. In einer Untersuchung von 1968 kam Zdenek Sekanina zu dem Ergebnis, dass es sich wahrscheinlich um einen „dynamisch neuen“ Kometen aus der Oortschen Wolke handelt könnte, dessen Umlaufbahn durch starke nicht-gravitative Kräfte beeinflusst wurde, falls sie nicht ursprünglich hyperbolisch war.Z. Sekanina: A Dynamic Investigation of Comet Arend-Roland 1957 III. In: Bulletin of the Astronomical Institute of Czechoslovakia. Bd. 19, Nr. 6, 1968, S. 343–350, (PDF; 445 kB). Brian Marsden bestimmte 1970 aus 150 Beobachtungen des Kometen eine hyperbolische Umlaufbahn mit nicht-gravitativen Parametern. Für die ursprüngliche Bahn vor dem Durchlaufen des inneren Sonnensystems konnte er damit eine elliptische Form mit einer Großen Halbachse von etwa 22.500 AE und folglich einen Ursprung des Kometen im Sonnensystem bestätigen.B. G. Marsden: Comets and Nongravitational Forces. III. In: The Astronomical Journal. Bd. 75, Nr. 1, 1970, S. 75–84, doi:10.1086/110945 (PDF; 1,14 MB).

In einer neueren Untersuchung von 2014 wurde durch Małgorzata Królikowska und P. A. Dybczyński nachgewiesen, dass nur dann signifikante Aussagen über die ursprüngliche und die zukünftige Bahn des Kometen gemacht werden können, wenn zur Ermittlung der Bahnelemente außer den gravitativen Störungen durch alle Planeten auch zusätzlich nicht-gravitative Einflüsse bei der Berechnung berücksichtigt werden. Die von ihnen aus 249 Beobachtungen über 520 Tage ermittelten Bahnelemente enthalten daher auch nicht-gravitative Parameter.M. Królikowska, P. A. Dybczyński: Where do long-period comets come from? 26 comets from the non-gravitational Oort spike. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Bd. 404, Nr. 4, 2010, S. 1886–1902, doi:10.1111/j.1365-2966.2010.16403.x (PDF; 8,64 MB).

Umlaufbahn Für den Kometen konnte aus 57 Beobachtungen über etwa 15 Monate eine hyperbolische Umlaufbahn bestimmt werden, die um rund 120° gegen die Ekliptik geneigt ist. Die Bahn des Kometen liegt damit steil angestellt zu den Bahnebenen der Planeten, er durchläuft seine Bahn gegenläufig (retrograd) zu ihnen. Im sonnennächsten Punkt der Bahn (Perihel), den der Komet am 8. April 1957 durchlaufen hat, befand er sich mit etwa 47,3 Mio. km Sonnenabstand im Bereich innerhalb der Umlaufbahn des Merkur. Bereits am 3. Januar hatte er den Mars in etwa 117,0 Mio. km und am 22. März die Venus in etwa 69,2 Mio. km Abstand passiert. Am 20. April erreichte er mit etwa 85,1 Mio. km (0,57 AE) die größte Annäherung an die Erde. Zwei Tage später ging er noch in etwa 37,8 Mio. km Abstand am Merkur vorbei.