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Kein Wasser vom Kometen

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.12.2014 14:21

Wer der Erde das Wasser gebracht hat, ist eine heiß umstrittene Frage. Immer wieder wurden Kometen als Wasserträger ins Spiel gebracht, schließlich bestehen sie zum allergrößten Teil daraus. Doch bei früher untersuchten Exemplaren, die aus der Oortschen Wolke stammten, stimmte die Isotopenzusammensetzung nicht mit der der Erde überein. Jetzt hat die Kometensonde Rosetta untersucht, ob vielleicht Tschurjumow-Gerassimenko als Repräsentant der Kuiper-Gürtel-Kometen erdähnliches Wasser besitzt. Auf der AGU-Herbsttagung in San Francisco mussten Esa-Forscher auch diese Erwartung enttäuschen.

Raumsonde Rosetta, Lander Philae und der Komet Tschurjumow-Gerassimenko in einer künstlerischen Darstellung. (Bild: ESA)Zum zweiten Mal sind die Kometen aus dem Rennen um den Titel "Wasserspender der Erde" ausgeschieden. "Wir haben jetzt beide Kometenreservoire als Quellen des irdischen Wasser ausgeschlossen", erklärte Kathrin Altwegg, Professorin am Physikalischen Institut der Universität Bern, auf der Herbsttagung der Amerikanischen Geophysikalischen Union in San Francisco. Altwegg ist Chefwissenschaftlerin des Massenspektrometers Rosina an Bord der Esa-Kometensonde Rosetta. Diese kreist seit dem 6. August um den abgekürzt Tschuri genannten Kometen Tschurjumow-Gerassimenko und untersucht seither seine Umgebung. Dabei hat sich die Sonde immer näher an den Kometen herangetastet. "Derzeit sind wir rund 18 Kilometer von der Oberfläche entfernt", erklärte Team-Mitglied Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen. Das Massenspektrometer Rosina ist eines der Instrumente, und es suchte in der Koma von Tschuri nach Wasserstoff, schließlich bestehen Kometen zu großen Teilen aus Wasser.

Die Deuterium-Wasserstoff-Verhältnisse in Himmelskörpern des Sonnensystems. (Bild: Science/Esa/Altwegg et al.)Am Wasserstoff interessierte die Forscher das Verhältnis der normalschweren Variante, die aus einem Proton besteht, zu der selteneren Deuterium-Variante, bei der sich ein zusätzliches Neutron im Kern befindet. Das Verhältnis der beiden Varianten ist wie ein Fingerabdruck für das Kometenwasser - und weil auch unser irdisches Wasser ein ganz bestimmtes Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff enthält, kann man sehen, ob der Kometenfingerabdruck mit dem des Erdwasser übereinstimmt. Für Tschuri lautet Altweggs Befund: "Der Deuterium-Anteil ist dreimal höher als auf der Erde." Das ist eine Enttäuschung für die Anhänger der Kometenwassertheorie, denn schon die Untersuchung der Kometen Halley, Hale-Bopp und Hyakutake hatte ergeben, dass ihresgleichen nicht das Erdwasser gespendet haben können. "Als wir vor 30 Jahren Halley untersuchten, verschwand die Theorie, dass das Erdwasser von Kometen stammt", erinnert sich Altwegg. Zumindest galt das für die Kometen, die wie die drei untersuchten in der Oortschen Wolke entstanden, einer Partikelwolke in 0,8 Lichtjahren Entfernung am Rand des Sonnensystems.

Die Positionen von Kuipergürtel und Oortscher Wolke relativ zum Sonnensystem. (Bild: ESA)Tschuri jedoch gehört der zweiten Kometenfamilie an, die im näher gelegenen Kuiper-Gürtel jenseits des Neptun entstand. Auf diese Kuiper-Gürtel-Kometen hatten sich alle Hoffnungen konzentriert, als 2011 das Herschel-Weltraumteleskop beim Kometen Hartley-2 genau das gleiche Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis entdeckte wie im irdischen Wasser. Wenn schon nicht die Kometen aus der Oortschen Wolke als Wasserträger in Frage kamen, dann vielleicht wenigstens die aus dem Kuiper-Gürtel. Die Rosetta-Messungen haben diese Hoffnungen jetzt zerschlagen. "Bei Tschurjumow-Gerassimenko weicht das Verhältnis sogar noch stärker ab als bei den Kometen aus der Oortschen Wolke", so Kathrin Altwegg. Einen Beitrag zum Wasser der Erde werden die Kometen zwar geleistet haben, doch die Messungen schließen sie als Hauptwasserquelle aus. "Es gibt Modelle, die die Asteroiden in dieser Rolle sehen", so Altwegg, "ich denke, das ist ein guter Ansatz, den man verfolgen sollte."

Blick von Rosetta auf den Kometen Tschurjumow-Gerassimenko am 20. November 2014. (Bild: ESA)Das Massenspektrometer an Bord von Rosetta wird in den kommenden Monaten sehr viel zu tun bekommen. "Noch sind die Ausgasungen des Kometen schwach", erklärt die Berner Physikerin, "aber wir überschreiten jetzt die 'Schneelinie' und der Komet wird aktiver werden." Bis August 2015 erwarten die Rosetta-Spezialisten eine Verstärkung des Schweifes um das Hundertfache. Dann kann sich das Rosina-Team eingehend um den Kometen selbst kümmern. Die Bestandteile der Koma werden Aufschluss geben über die Struktur und die Zusammensetzung des Kometen. "Wir sehen bereits jetzt, dass das Material heterogen ist, wir haben Stellen mit erhöhten Schwefelgehalt gefunden", so Altwegg. Unklar ist, ob für diese Messergebnisse ein sehr heterogen aufgebauter Kometenkern verantwortlich ist, oder ob Tschuris Kern nicht sogar aus zwei unterschiedlich zusammengesetzten Bestandteilen besteht. Kurz nachdem seine ungewöhnliche Badeenten-Figur bekannt geworden war, kamen Spekulationen auf, dass der Kern tatsächlich aus zwei ehemals selbständigen Teilen bestünde. Die eingehenden Messungen, die bis mindestens Ende 2015 durchgeführt werden, dürften diese Frage klären.

In den kommenden Monaten wird auch der Lander Philae voraussichtlich wieder seine Arbeit aufnehmen. Das kühlschrankgroße Gerät ist seit dem 15. November im "Winterschlaf" weil die Sonnenkollektoren nicht genügend Energie für die Batterien sammeln konnten. Das Landegerät war nach zwei Sprüngen über die Oberfläche des Kometenkerns in einem ziemlich schattigen Platz gelandet. "Wir haben nur vier Stunden und 33 Minuten Sonnenlicht", so Philae-Chefwissenschaftler Jean-Pierre Bibring in San Francisco. Die Lichtsituation soll sich jedoch im Lauf von 2015 soweit verbessern, dass die Sonnenkollektoren mehr als sechs Stunden beschienen werden. Dann sollte Philae wieder arbeitsfähig sein. Derzeit suchen die Rosetta-Wissenschaftler noch den genauen Standort von Philae. "Wir haben dazu am 12., 13. und 14. Dezember Suchkampagnen mit der Osiris-Kamera durchgeführt", erklärte Osiris-Chefwissenschaftler Holger Sierks vom Göttinger Max-Planck-Institut. Jetzt warten die Esa-Mitarbeiter darauf, dass die Fotodaten zur Erde übermittelt werden. Über die Distanz von 500 Millionen Kilometer dauert das seine Zeit, "doch im Lauf der Woche", so Projektwissenschaftler Matt Taylor, "sollten wir die Daten haben und dann können wir nach Philae suchen."