We weten al een tijdje dat asteroïde 3200 Phaethon zich gedraagt als een komeet. Hij wordt helderder en vormt een staart als hij in de buurt van de zon is, en hij is de bron van de jaarlijkse Geminiden-meteorenregen, hoewel kometen verantwoordelijk zijn voor de meeste meteorenregens. Wetenschappers wijten het komeetachtige gedrag van Phaethon aan stof dat uit de asteroïde ontsnapt wanneer deze door de zon wordt verschroeid. Uit een nieuwe studie waarbij twee zonne-observatoria van de NASA zijn gebruikt, blijkt echter dat de staart van Phaethon helemaal niet stoffig is, maar uit natriumgas bestaat.
"Uit onze analyse blijkt dat de komeetachtige activiteit van Phaethon niet kan worden verklaard door enige vorm van stof," aldus Qicheng Zhang, promovendus aan het California Institute of Technology, die de hoofdauteur is van een artikel dat is gepubliceerd in het Planetary Science Journal en waarin de resultaten worden gerapporteerd.
Asteroïden, die voornamelijk uit rots bestaan, vormen gewoonlijk geen staart wanneer zij de zon naderen. Kometen daarentegen zijn een mix van ijs en rots, en vormen gewoonlijk wel staarten wanneer de zon hun ijs verdampt, waardoor materiaal van hun oppervlak wordt weggeblazen en een spoor langs hun baan wordt achtergelaten. Wanneer de aarde door een puinhoop gaat, verbranden die stukjes komeet in onze atmosfeer en ontstaat er een zwerm vallende sterren - een meteorenregen. Nadat astronomen Phaethon in 1983 hadden ontdekt, realiseerden zij zich dat de baan van de asteroïde overeenkwam met die van de Geminiden-meteoren. Dit wees Phaethon aan als de bron van de jaarlijkse meteorenregen, ook al was Phaethon een asteroïde en geen komeet.
In 2009 heeft NASA's Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) een korte staart van Phaethon gezien toen de asteroïde zijn dichtste punt bij de zon (of "perihelium") bereikte tijdens zijn 524-daagse baan. Gewone telescopen hadden de staart nog niet eerder gezien omdat deze zich alleen vormt wanneer Phaethon te dicht bij de zon is om waar te nemen, behalve met zonne-observatoria. STEREO zag de staart van Phaethon ook ontstaan bij latere benaderingen van de zon in 2012 en 2016. Het verschijnen van de staart ondersteunde het idee dat er stof ontsnapte aan het oppervlak van de asteroïde bij verhitting door de zon. Maar in 2018 heeft een andere zonnemissie een deel van het Geminid-puinspoor in beeld gebracht en een verrassing gevonden. Waarnemingen van NASA's Parker Solar Probe toonden aan dat het spoor veel meer materiaal bevatte dan Phaethon mogelijk kon afwerpen tijdens zijn dichte nadering van de zon.
Het team van Zhang vroeg zich af of er iets anders dan stof ten grondslag lag aan het komeetachtige gedrag van Phaethon. "Kometen gloeien vaak briljant door natriumuitstoot wanneer ze heel dicht bij de zon zijn, dus we vermoedden dat natrium eveneens een sleutelrol zou kunnen spelen in de helderheid van Phaethon," zei Zhang. Een eerdere studie, gebaseerd op modellen en laboratoriumproeven, suggereerde dat de intense hitte van de zon tijdens Phaethons nadering van de zon inderdaad natrium in de asteroïde zou kunnen verdampen en komeetachtige activiteit zou kunnen veroorzaken.
In de hoop uit te vinden waar de staart echt van gemaakt is, zocht Zhang er opnieuw naar tijdens Phaethons laatste perihelium in 2022. Hij gebruikte het Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) ruimtevaartuig - een gezamenlijke missie van NASA en het Europees Ruimteagentschap (ESA) - dat kleurenfilters heeft die natrium en stof kunnen detecteren. Het team van Zhang doorzocht ook archiefbeelden van STEREO en SOHO en vond de staart tijdens 18 van Phaethons nadering van de zon tussen 1997 en 2022. In de waarnemingen van SOHO verscheen de staart van de asteroïde helder in het filter dat natrium detecteert, maar niet in het filter dat stof detecteert. Bovendien kwam de vorm van de staart en de manier waarop deze helderder werd toen Phaethon de zon passeerde precies overeen met wat wetenschappers zouden verwachten als hij van natrium was, maar niet als hij van stof was.
Dit bewijs geeft aan dat de staart van Phaethon uit natrium en niet uit stof bestaat. "Niet alleen hebben we een heel gaaf resultaat dat 14 jaar denken over een goed onderzocht object op zijn kop zet," zei teamlid Karl Battams van het Naval Research Laboratory, "maar we hebben dit ook gedaan met gegevens van twee heliofysische ruimtevaartuigen - SOHO en STEREO - die helemaal niet bedoeld waren om verschijnselen als deze te bestuderen."
Zhang en zijn collega's vragen zich nu af of sommige kometen die door SOHO - en door burgerwetenschappers die SOHO-beelden bestuderen in het kader van het Sungrazer Project - zijn ontdekt, helemaal geen kometen zijn. "Veel van die andere zonnende 'kometen' zijn misschien ook geen 'kometen' in de gebruikelijke, ijzige zin van het woord, maar kunnen in plaats daarvan rotsachtige asteroïden zijn zoals Phaethon die door de zon worden verhit," legde Zhang uit.
Toch blijft er een belangrijke vraag over: Als Phaethon niet veel stof afgeeft, hoe levert de asteroïde dan het materiaal voor de Geminiden-meteorenregen die we elk jaar in december zien? Het team van Zhang vermoedt dat een of andere verstorende gebeurtenis een paar duizend jaar geleden - misschien een stuk van de asteroïde dat onder de druk van de rotatie van Phaethon uit elkaar viel - ertoe heeft geleid dat Phaethon de miljard ton materiaal heeft uitgestoten die naar schatting de Geminiden-regen vormen. Maar wat die gebeurtenis was, blijft een mysterie.
Meer antwoorden kunnen komen van een komende missie van het Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), genaamd DESTINY+ (kort voor Demonstration and Experiment of Space Technology for Interplanetary voyage Phaethon fLyby and dUst Science). Later dit decennium zal het DESTINY+ ruimteschip naar verwachting langs Phaethon vliegen, zijn rotsachtige oppervlak in beeld brengen en eventueel aanwezig stof rond deze raadselachtige asteroïde bestuderen.
Bron: NASA
