Interstellares Objekt leuchtet – Wissenschaftler rätseln

Seltsames Licht von einem Fremden: Die erste Sichtung

Als das als 3I/ATLAS bekannte interstellare Objekt Anfang Juli 2025 erstmals verfolgt wurde, verhielt es sich merkwürdig genug, um Aufmerksamkeit zu erregen; eine Hubble-Aufnahme vom 21. Juli zeigte eine konzentrierte Aufhellung auf der sonnenzugewandten Seite des Körpers mit wenig oder gar keinem klassischen Kometenschweif. Diese Sequenz von Bildern – kombiniert mit Detektionen von Weitwinkel-Durchmusterungskameras und Infrarot-Spektroskopie – hat sowohl wissenschaftliche interstellare Objekt-Beobachter als auch die breitere Astronomiegemeinde gleichermaßen vor Rätsel gestellt. Die einfachste Interpretation einiger Kommentatoren ist dramatisch: Das Objekt scheint sein eigenes Licht zu produzieren. Die meisten Forscher betrachten diese Behauptung jedoch als vorläufig und stellen zunächst eine andere Frage: Ist das Glühen wirklich eine intrinsische Emission oder eine nachvollziehbare Folge von Sonnenlicht, Staub und Messgeometrie?

Wissenschaftler rätseln über interstellares Objekt: Beobachtungspuzzle von vier Teleskopen

Mehrere Weltraumobservatorien haben zu diesem Rätsel beigetragen. Das Hubble Space Telescope lieferte die markanten Bilder einer tropfenförmigen oder sonnenwärtigen Helligkeit in Form eines „Kokons“; NASA-Missionen – darunter der Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) und das Infrarot-Vermessungsinstrument SPHEREx – sowie das James Webb Space Telescope (JWST) haben unterstützende Photometrie und Spektroskopie geliefert. Diese Datensätze zeigen drei provokante Fakten: Das Objekt wurde in großen heliozentrischen Entfernungen aktiv, in denen das Sonnenlicht schwach ist, es weist ein ungewöhnlich hohes Kohlendioxid-zu-Wasser-Verhältnis in seiner Koma auf und es fehlt ihm der lange, staubreiche Schweif, den die meisten aktiven Kometen zeigen.

Wie Astronomen ein solches Verhalten erkennen und charakterisieren, ist von Bedeutung. Bildgebende Verfahren offenbaren Morphologie und Helligkeitsänderungen, Zeitreihen-Photometrie verfolgt, ob die Helligkeit einem rotierenden oder vorübergehenden Muster folgt, und Spektroskopie trennt reflektiertes Sonnenlicht von Photonen, die von Atomen, Molekülen oder heißem Material erzeugt werden. SPHEREx und JWST blicken in den Infrarotbereich und können molekulare Signaturen nachweisen – genau jene Linien und Banden, die das hohe CO2/Wasser-Verhältnis offenbarten –, während Hubble und TESS hochauflösende optische Aufnahmen und Lichtkurven liefern. Zusammengenommen liefern die Instrumente jene Art von gegengeprüften Daten, die notwendig sind, um zu testen, ob ein Glühen eine intrinsische Emission oder ein durch Geometrie oder Staubstreuung verstärkter Reflexionseffekt ist.

Wissenschaftler rätseln über interstellares Objekt: Was „Selbstleuchten“ bedeuten würde

Die Aussage, ein Objekt „emittiere sein eigenes Licht“, kann mehrere sehr unterschiedliche physikalische Dinge bedeuten. Im Extremfall könnte es sich um eine thermische Emission handeln: Der Körper ist heiß und strahlt aufgrund interner Wärmequellen im Infraroten. In einem anderen Fall könnte es sich um Linienemission und Fluoreszenz handeln: Moleküle oder Atome, die durch solares ultraviolettes Licht oder geladene Teilchen angeregt werden, senden Photonen bei charakteristischen Wellenlängen wieder aus. Eine dritte Möglichkeit ist anthropogen oder künstlich – eine Energiequelle an Bord, die sichtbares Licht erzeugt – eine Hypothese, die unter anderem aufgrund vergangener Debatten über andere interstellare Besucher Beachtung gefunden hat.

Die Unterscheidung zwischen diesen Möglichkeiten erfordert Spektroskopie: Intrinsische, thermische Emission neigt dazu, ein glattes Kontinuumsspektrum zu erzeugen, dessen Peak-Wellenlänge sich mit der Temperatur verschiebt, während Fluoreszenz oder atomare Emission schmale Linien bei bekannten Wellenlängen erzeugen. Reflektiertes Sonnenlicht trägt das solare Kontinuum, modifiziert durch Absorptionsmerkmale. Daher untersuchen Astronomen das Spektrum des Objekts im sichtbaren und infraroten Bereich, um die verräterischen Fingerabdrücke von thermischer Emission, molekularer Fluoreszenz oder Sonnenlichtreflexion zu finden. Bis diese spektrale Trennung eindeutig ist, bleiben Behauptungen, 3I/ATLAS sei selbstleuchtend, unbewiesen.

Wie das Leuchten ohne einen nahen Stern entstehen könnte

Es ist natürlich zu fragen, wie ein Objekt fernab eines Sterns glühen kann: Die Sonne ist weit weg und der interstellare Raum ist kalt. Es gibt jedoch mehrere nicht-mystische Mechanismen, die Licht ohne einen leuchtenden Stern in der Nähe erzeugen. Kometares Ausgasen kann Moleküle freisetzen, die fluoreszieren, wenn sie von ultraviolettem Sonnenlicht getroffen werden, wodurch Emissionslinien entstehen, die die Koma „glühen“ lassen, selbst wenn wenig Staub vorhanden ist, der einen Schweif bildet. Staubkörner, die sehr klein oder ungewöhnlich geformt sind, können das Sonnenlicht stark in Richtung des Beobachters vorwärtsstreuen, was einen hellen, sonnenwärtigen Hotspot verursacht. Energetische Prozesse – zum Beispiel Teilcheninteraktionen in einem dünnen Plasma – können ebenfalls Emissionen im Ultraviolett- oder Röntgenbereich speisen.

Instrumentelle und geometrische Effekte spielen ebenfalls eine Rolle. Beobachter, die ein Objekt unter einem bestimmten Phasenwinkel (dem Winkel zwischen Sonne, Objekt und Teleskop) betrachten, können durch Vorwärtsstreuung an Staub eine dramatisch verstärkte Helligkeit sehen. Ebenso wird eine kompakte, scharfe Reflexion von einer sonnenzugewandten Fläche auf Bildsensoren anders registriert als ein ausgedehnter Schweif, sodass ein Objekt, das in einer Aufnahme „scheinwerferartig“ aussieht, schlichtweg Sonnenlicht von einem konzentrierten Oberflächenbereich oder einer kleinen, dichten Staubwolke reflektieren könnte.

Führende Erklärungsansätze und die Debatte in der Fachwelt

Wie Astronomen prüfen, ob das Licht intrinsisch ist

Die Überprüfung der Hypothese der Selbstleuchtkraft erfolgt methodisch und langsam. Astronomen nutzen Zeitreihen-Spektroskopie, um zu sehen, ob sich Emissionsmerkmale so entwickeln, wie es für Ausgasungen erwartet wird, und Polarimetrie, um die Größe und Struktur der für die Streuung verantwortlichen Staubkörner abzuschätzen. Thermische Infrarotbeobachtungen suchen nach einem Kontinuums-Peak, der auf eine heiße Oberfläche oder interne Wärme hindeuten würde. Beobachtungen bei mehreren Phasenwinkeln und Wellenlängen können reflektiertes Licht von Emissionen trennen, da jeder Mechanismus einer anderen Wellenlängen- und Geometrieabhängigkeit folgt.

Teams vergleichen zudem die Lichtkurve des Objekts – also wie sich seine Helligkeit über Stunden und Tage verändert – mit Modellen für Rotation, Jet-Bildung und Fragmentierung. Falls ein Objekt künstlich Licht emittiert, sollten sich sein Spektrum und sein Variabilitätsmuster in identifizierbarer Weise von Modellen für kometares Ausgasen und Staubstreuung unterscheiden. Bisher liefern die Daten von Hubble, TESS, SPHEREx und JWST zwar Teile des Puzzles, aber noch kein vollständiges Bild.

Was als Nächstes passiert und warum dies von Bedeutung ist

Abgesehen von der spezifischen Erklärung ist dieses Ereignis von Bedeutung, weil es den wissenschaftlichen Prozess in Echtzeit offenlegt: wie Instrumente, Modelle und gesunde Skepsis zusammenwirken, um ungewohnte, aber natürliche Phänomene von wirklich neuer Physik oder Technologie zu trennen. Interstellare Besucher sind selten; jeder einzelne lehrt uns etwas über die Planetenbildung und die Chemie ferner Systeme. Ob sich 3I/ATLAS nun als exzentrischer Komet, als Fragment mit ungewöhnlichen Eigenschaften oder als etwas noch Seltsameres herausstellt – es wird Astronomen dazu drängen, ihre Beobachtungsstrategien für den nächsten Fremden, der eintrifft, zu verfeinern.

Quellen

• Space Telescope Science Institute / Beobachtungen des Hubble Space Telescope
• NASA (Daten und Analysen der Missionen James Webb Space Telescope, TESS, SPHEREx)
• Harvard University (Kommentar von Avi Loeb)
• Berichte internationaler Astronomie-Preprint- und Beobachtungsteams zu 3I/ATLAS