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Gefrorenes Wasser auf dem Rosetta-Kometen
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
astronews.com
25. Juni 2015
Mit Hilfe des wissenschaftlichen Kamerasystems OSIRIS an Bord
der ESA-Raumsonde Rosetta haben Wissenschaftler 120 helle Stellen auf
der Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko identifiziert. Die
optischen Eigenschaften dieser Stellen sprechen dafür, dass es sich um
gefrorenes Wasser handelt, das sich in der Regel unter einer dunklen
Staubschicht verbirgt.
Beispiele von sechs verschiedenen eisigen
Stellen, die in Aufnahmen des wissenschaftlichen
Kamerasystems OSIRIS identifiziert wurden.
Bild: ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team
(MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP
/ IDA) [Großansicht] |
Kometen enthalten gefrorenes Wasser. Das beweist der Wasserdampf, den
Rosetta und frühere Kometenmissionen in der Atmosphäre dieser Objekte
nachgewiesen haben. Auf der Oberfläche der Kometen ist dieses Eis jedoch nicht
zu sehen. Wie auch andere Kometen ist 67P/Churyumov-Gerasimenko tiefschwarz
gefärbt und reflektiert nur wenige Prozent des Sonnenlichts.
Forscher vermuten deshalb, dass das gefrorene Wasser unter der Schicht aus
dunklem Staub zu finden ist, die den Kometen überzieht. Dieses unterirdische Eis
könnte jedoch stellenweise hervorschauen, so die Forscher des OSIRIS-Teams in
einer jetzt vorgestellten Studie. In Aufnahmen, die das wissenschaftliche
Kamerasystem in der Zeit von August bis November 2014 einfing, konnten die
Forscher 120 solcher Stellen ausmachen. Die meisten sind nur wenige Meter groß.
"Keine der früheren Kometenmissionen hat räumliche Auflösungen im Bereich
einiger Meter erreicht", erklärt Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung, Leiter des OSIRIS-Teams. "Wir sehen Strukturen dieser Art
deshalb zum ersten Mal." Die optischen Eigenschaften der hellen Flecken deuten
darauf hin, dass es sich um gefrorenes Wasser handelt. Sie reflektieren bis zu
60 Prozent des Sonnenlichtes. Das ist ein typischer Wert für Eis. Zudem ist
dieses Licht leicht bläulich.
Ein weiterer wichtiger Hinweis: Innerhalb eines Monats haben sich die eisigen
Stellen kaum verändert. Gefrorenes Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, das Forscher
ebenfalls auf der Kometenoberfläche erwarten, würde sich im Gegensatz dazu rasch
verflüchtigen. "Zum Zeitpunkt unserer Beobachtungen befand sich der Komet noch
weit entfernt von der Sonne. Bei dieser Entfernung dürfte pro Stunde, in der die
Region Sonnenlicht erhält, weniger als ein Millimeter gefrorenen Wassers
verdampfen", erläutert Teammitglied Antoine Pommerol von der Universität Bern.
Mit hoher Auflösung betrachtet entpuppen sich viele der hellen Flecken als
Brocken mit hellen Bereichen auf ihrer Oberfläche. Einige treten in Gruppen auf,
andere vereinzelt. Die Ansammlungen finden sich typischerweise in Geröllfeldern
am Fuße von Klippen und Steilhängen. Sie könnten durch Erosionsprozesse oder das
Zusammenbrechen der Klippen zum Vorschein gekommen sein. Im Gegensatz dazu
stechen die vereinzelten helle Flecken aus ihrer Umgebung deutlich hervor.
Möglicherweise hat die Aktivität des Kometen sie an anderer Stelle in die
Höhe geschleudert und sie kamen erst später an ihrem jetzigen Standort zur Ruhe.
In allen Fällen handelt es sich um Regionen, die nur wenig Sonnenergie erhalten,
sich also beispielsweise im Schatten einer Klippe befinden.
Um besser zu verstehen, wie eine solche Verteilung entstehen konnte, führten
die OSIRIS-Forscher auch Laborexperimente durch und untersuchten, wie sich eine
Mischung aus gefrorenem Wasser und verschiedenen Mineralien unter
Sonneneinstrahlung verhält. Ihr Ergebnis: Bereits nach wenigen Stunden bildet
sich ein dunkler Staubmantel von einigen Millimetern Dicke aus. An einigen
Stellen im Experiment verbirgt dieser Mantel jedwede Spur des darunterliegenden
Eises.
Hier und da konnte das verdampfende Wasser im Experiment jedoch größere
Staubkörner oder Brocken mit sich reißen und so helle Bereiche freilegen. Das
Team hält es für möglich, dass die eisigen Stellen bereits vor sechseinhalb
Jahren entstanden, als sich der Rosetta-Komet das letzte Mal der Sonne
näherte. Dabei könnten eisige Brocken in Gebiete geschleudert worden sein, die
permanent im Schatten liegen. Dort konnten sie viele Jahre überdauern.
Eine anderen Theorie zur Folge könnten auch die Emission von Kohlendioxid und
Kohlenmonoxid in größerer Sonnenentfernung verantwortlich sein. "Die beste
Strategie, diese Fragen zu klären, ist abzuwarten", so Sierks. "In den kommenden
Monaten werden wir 67P weiter beobachten und so hoffentlich diese Prozesse aus
nächster Nähe miterleben."
Über die Ergebnisse ihrer Studie berichten die Wissenschaftler jetzt in der
Zeitschrift Astronomy & Astrophysics.
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