Staartstof

Een speciale Amerikaanse ruimtesonde heeft de komeet Wild 2 van dichtbij gefotografeerd en brengt nu stof uit de komeetstaart naar de aarde voor verder analyse.

FRED WHIPPLE (97) mag tevreden zijn. De komeetverkenner Stardust, die op 2 januari langs komeet Wild 2 scheerde, heeft daar een kern gefotografeerd die vrijwel precies lijkt op het model dat in 1950 door deze Amerikaanse astronoom werd gepresenteerd. Whipple suggereerde dat de kern van een komeet voor ruwweg de helft uit waterijs bestaat en voor de andere helft uit stof- en gruisdeeltjes en andere vluchtige bestanddelen. Dit alles zou op een luchtige manier zijn samengekit en zo op een reusachtige `vuile sneeuwbal' lijken. De opname van komeet Wild 2 die de NASA direct na de passage van Stardust vrijgaf, doet inderdaad sterk aan zo'n sneeuwbal denken.

Stardust passeerde komeet Wild 2 op een afstand van slechts 230 kilometer en maakte in een tijdsbestek van veertig minuten 72 opnamen van de kern van de komeet. Op de meest nabije zullen, als ze eenmaal elektronisch zijn bewerkt, details ter grootte van ongeveer 10 meter kunnen worden onderscheiden. De door NASA vrijgegeven opname werd gemaakt vanaf een afstand van 500 kilometer en toont een opmerkelijk ronde en ietwat `wollig' of `zacht' ogende bal van 5 kilometer diameter. Het oppervlak van de kern vertoont vele, soms elkaar overlappende inzinkingen, waarvan de grootste een diameter van een kilometer hebben. Dit zijn waarschijnlijk gebieden waar ijs door de warmte van de zon is verdampt (gesublimeerd).

Opmerkelijk is ook het ontbreken van langgerekte structuren of `ruggen' op de kern. Deze waren wel te zien op de twee komeetkernen die eerder vanaf grotere afstand vanuit de ruimte waren gefotografeerd: Halley (in 1986 vanaf 600 km) en Borrelly (in 2001 vanaf 2200 km). Deze komeetkernen waren bovendien langgerekt (tweemaal zo lang als dik), veel hoekiger en vertoonden grotere variaties in oppervlaktehelderheid. Deze vrij grote verschillen in textuur en morfologie vallen goed te rijmen met het feit dat komeet Wild 2 een betrekkelijk `verse' komeet is, die pas sinds 1974 in een baan tussen Mars en Jupiter om de zon draait. Daarvóór vertoefde hij 4,5 miljard jaar lang in het gebied voorbij Neptunus, waar hij vrijwel niet door de warmte van de zon werd beroerd.

Terwijl de kern van Halley en Borrelly al voor een deel door de warmte van de zon is weggeërodeerd, zien we de kern van Wild 2 wellicht nog vrijwel in zijn maagdelijke toestand. Dat was overigens ook een van de redenen waarom NASA deze komeet voor Stardust uitkoos de andere reden was de energetisch gemakkelijke bereikbaarheid van de komeet. Volgens Don Brownlee, principal investigator van het Stardust-project, zullen de opnamen van komeet Wild 2 dus `zeker nieuw licht werpen op hoe kometen in feite werken', dat wil zeggen wat er tijdens de verdamping aan het oppervlak gebeurt en hoe dit in verband staat met de inwendige structuur. Deze laatste is nog steeds het grote raadsel van deze vuile sneeuwballen.

Hoe fascinerend de opnamen van komeet Wild 2 ook zijn, het belangrijkste doel van de passage was het opvangen van komeetdeeltjes. Deze worden door de aan het komeetoppervlak verdampende gassen meegevoerd en vormen tezamen daarmee een uitgestrekte wolk (de coma) rond de kern. Stardust passeerde komeet Wild met een snelheid van 6,1 kilometer per seconde. Om te voorkomen dat de ruimtesonde en zijn twee zonnepanelen door de regen van stofdeeltjes werden `gezandstraald', zaten zij verscholen achter dikke schilden. De langssuizende stofdeeltjes werden opgevangen met een zijwaarts uitgestoken stofvanger van 35 centimeter diameter die uit dikke blokken aërogel bestaat: een ultraporeus materiaal dat de microscopisch kleine deeltjes zodanig afremde dat ze niet te veel werden beschadigd.

Tijdens de nadering registreerden de instrumenten van Stardust het snel toenemende aantal inslagen op de schilden. Hoewel het aantal te groot was om te kunnen tellen, is het duidelijk dat de buit van Stardust uit miljoenen vaste deeltjes zal bestaan: een totaal gewicht van enkele grammen.

Enkele uren na de passage van de komeet werd de stofvanger teruggetrokken in de Sample Return Capsule, die hierna weer hermetisch werd afgesloten. Op 15 januari 2006, als Stardust weer langs de aarde komt, moet de capsule met zijn kostbare lading in de Amerikaanse staat Utah landen. Aangezien komeetstof uit de beginperiode van het zonnestelsel dateert, zal het informatie kunnen geven over processen die toen hebben geleid tot het ontstaan van planeten, inclusief de aarde.

Tijdens de vlucht langs komeet Wild 2 werd met een ander instrument de (ruwe) chemische samenstelling van de op het hoofdschild inslaande deeltjes bepaald. Dat gebeurde met een massaspectrometer die geleverd was door het Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching. En tijdens de bijna vijf jaar durende vlucht naar komeet Wild 2 werden met de achterzijde van de stofvanger deeltjes opgevangen die uit de interstellaire ruimte komen en met grote snelheid door het zonnestelsel vliegen. Ook deze deeltjes, die in 1993 werden ontdekt door de Europese ruimtesonde Ulysses, hopen astronomen over twee jaar op aarde te kunnen bestuderen.