Anzeige
 Home  |  Nachrichten  | Frag astronews.com  | Bild des Tages  |  Kalender  | Glossar  |  Links  | Forum  | Über uns    
astronews.com  
Nachrichten

astronews.com
astronews.com

Der deutschsprachige Onlinedienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt

Home  : Nachrichten : Sonnensystem : Artikel [ Druckansicht ]

 
KOMETEN
Das Geheimnis der Staubfontänen
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
astronews.com
25. Oktober 2017

Die eindrucksvollen Staubfontänen, die Kometen auf ihrem Weg um die Sonne ins All spucken, werden nicht allein von verdampfendem Wassereis angetrieben. Vielmehr verstärken in manchen Fällen weitere Prozesse die Ausbrüche. Dies ist das Ergebnis von Beobachtungen, die gleich fünf Instrumente an Bord der Sonde Rosetta von einem Ausbruch auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko gemacht haben.

67P

Blick auf den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko aus einer Entfernung von etwas mehr als 100 Kilometern. Bild: ESA/Rosetta/NAVCAM – CC BY-SA IGO 3.0  [Großansicht]

 Als am 3. Juli 2016 die Sonne über der Imhotep-Region des Kometen 67P aufging, stimmte einfach alles: Während sich die Oberfläche erwärmte und begann, Staub ins All zu blasen, führte Rosettas Flugbahn die Sonde mitten durch die so entstandene Wolke. Gleichzeitig war der Blick des Kamerasystems OSIRIS zufällig genau auf die Stelle der Kometenoberfläche gerichtet, von der die Fontäne ihren Ursprung nahm. Fünf Bordinstrumente hatten den Ausbruch in den folgenden Stunden dokumentiert.

"Das war ein absoluter Glücksfall. So etwas lässt sich unmöglich planen", sagt Jessica Agarwal vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, die Leiterin der Studie. Schließlich treten die Fontänen in der Regel ohne Vorwarnung auf. Die allermeisten dieser Ereignisse, die Rosetta während ihres mehr als zweijährigen Aufenthalts am Kometen miterlebte, konnte deshalb nur ein einziges Instrument aus großer Entfernung aufzeichnen.

In den seltenen Fällen, in denen die Raumsonde zufällig durch die Staubfontäne flog, fehlen in der Regel aufschlussreiche Aufnahmen der entscheidenden Stelle auf der Kometenoberfläche. "Aus den umfangreichen Messdaten vom 3. Juli 2016 konnten wir den Verlauf und die Eigenschaften des Ausbruchs so detailliert wie nie zuvor rekonstruieren", so Agarwal.

Anzeige

Die beiden In-situ-Instrumente GIADA (Grain Impact Analyser and Dust Accumulator) und COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer) fingen einzelne Staubteilchen aus der Fontäne ein und bestimmten deren Geschwindigkeiten, Größen und mittlere Dichten. "Dies ist das erste Mal, dass COSIMA dazu beigetragen hat, eine konkrete Staubfontäne zu charakterisieren", sagt Sihane Merouane vom Göttinger Institut und Mitglied des COSIMA-Teams. Da das Instrument oftmals mehrere Wochen lang Teilchen einsammelt, lassen sie sich nur schwer einem bestimmten Ereignis zuordnen.

Die COSIMA-Daten legen nahe, dass die Partikel aus der Fontäne leichter zerbrechen als das sonst eingefangene Kometenmaterial. "Sie müssen entweder sehr schnell oder vergleichsweise locker aufgebaut sein", sagt der Leiter des COSIMA-Teams Martin Hilchenbach. Der Spektrograf Alice konnte zudem den Helligkeitsanstieg in Folge der Fontäne messen und wies winzige Eispartikel in der Staubwolke nach.

Selbst einer der Sternensensoren von Rosetta, der eigentlich der Lagebestimmung im Raum dient, trug ein Puzzleteil zum Gesamtbild bei: Kurz nach Beginn des Ausbruchs registrierte der Sensor einen Anstieg in der Strahlungsintensität der Kometenkoma und zeichnete auf, wie sich diese in den nächsten Stunden entwickelte.

"Das Einzigartige am Ereignis vom 3. Juli 2016 sind die hoch aufgelösten Aufnahmen der Oberfläche", erklärt Max-Planck-Wissenschaftler Holger Sierks, der Leiter des OSIRIS-Teams. Die Forscher machten einen runden Bereich von etwa zehn Metern Durchmesser innerhalb einer Senke als Ausgangspunkt der Fontäne aus. Wie die Auswertungen der OSIRIS-Daten zeigen, enthält diese Region oberflächliches, gefrorenes Wasser.

Gemeinhin nehmen die Astronomen an, dass gefrorene Gase an der Oberfläche wie etwa Wasser für die Staubproduktion von Kometen ursächlich sind. Unter dem Einfluss der Sonne gehen diese Stoffe direkt in den gasförmigen Zustand über; das wegströmende Gas reißt Staubpartikel mit sich und erzeugt so die sichtbaren Fontänen. Oftmals treten diese kurz nach Sonnenaufgang auf.

Die aktuelle Studie zeigt jedoch, dass dieser Prozess allein das Ereignis vom 3. Juli 2016 nicht stimmig erklären kann. Mit einer Staubproduktion von etwa 18 Kilogramm pro Sekunde fällt die Fontäne um ein Vielfaches "staubige"“ aus, als herkömmliche Modelle erwarten lassen. "Ein weiterer Prozess muss mit im Spiel sein", sagt Agarwal. "In irgendeiner Form muss Energie von unterhalb der Oberfläche freigesetzt worden sein und so den Ausbruch unterstützt haben." Denkbar wäre etwa, dass sich unter der Oberfläche des Kometen Hohlräume befinden, die mit komprimiertem Gas gefüllt sind. Die beim Sonnenaufgang einfallende Strahlung erwärmt die darüber liegende Oberfläche, Risse entstehen und das Gas entweicht.

Einer anderen Theorie zufolge spielen Vorkommen von amorphem Eis unter der Oberfläche eine entscheidende Rolle. Bei dieser Spielart gefrorenen Wassers sind die einzelnen Moleküle nicht – wie beim kristallinen Eis üblich – in eine gitterartige Struktur aufgereiht, sondern wild durcheinander angeordnet. Da der kristalline Zustand energetisch günstiger ist, wird beim Übergang vom amorphen zum kristallinen Eis Energie frei. Energieeintrag durch Sonnenlicht kann diese Umwandlung in Gang setzen. Dennoch: Welcher Prozess genau am 3. Juli vergangenen Jahres mitwirkte, ist noch unklar.

Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist.

Forum
Richtige Kohlenstoff-Menge könnte entscheidend für Leben auf der Erde gewesen sein. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Rosetta: Abrutschende Klippe auf 67P - 22. März 2017
Rosetta: Europäische Kometenmission beendet - 30. September 2016
Rosetta: Der Soundtrack des Kometen 67P - 29. September 2016
Rosetta: Die letzten Tage der Kometensonde - 27. September 2016
Rosetta: Kometenlander Philae entdeckt - 5. September 2016
Rosetta: Philae-Unterstützung wird deaktiviert - 27. Juli 2016
Rosetta: Missionsende in der Region Ma'at - 22. Juli 2016
Philae: Endgültiger Abschied vom Rosetta-Lander - 12. Februar 2016
Rosetta, die astronews.com-Berichterstattung über die Rosetta-Mission
Links im WWW
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
Rosetta, Seite der ESA
In sozialen Netzwerken empfehlen
 
 
Anzeige
astronews.com 
Nachrichten Forschung | Raumfahrt | Sonnensystem | Teleskope | Amateurastronomie
Übersicht | Alle Schlagzeilen des Monats | Missionen | Archiv
Weitere Angebote Frag astronews.com | Forum | Bild des Tages | Newsletter
Kalender Sternenhimmel | Startrampe | Fernsehsendungen | Veranstaltungen
Nachschlagen AstroGlossar | AstroLinks
Info RSS-Feeds | Soziale Netzwerke | astronews.com ist mir was wert | Werbung | Kontakt | Suche
Impressum | Nutzungsbedingungen | Datenschutzerklärung | Cookie-Einstellungen
     ^ Copyright Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999-2023. Alle Rechte vorbehalten.  W3C
Diese Website wird auf einem Server in der EU gehostet.

© astronews.com / Stefan Deiters und/oder Lieferanten 1999 - 2020
Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung nur mit Genehmigung.


URL dieser Seite: https://astronews.com:443/news/artikel/2017/10