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Das Wasser der Erde kommt nicht von Jupiter-Kometen

Berner Forscher haben zum ersten Mal Stickstoffgas auf dem Kometen Tschuri gefunden. Damit konnten sie eine Theorie für den Ursprung des irdischen Wassers in Frage stellen.

«Rosetta und ich gehen gemeinsam in die Pension»: Kathrin Altwegg erklärt, wieso wir zu Kometen reisen. Video: TEDx Talks (13.11.2014)

Nach einer zwölf-jährigen Reise liefert die Raumsonde Rosetta aufschlussreiche Informationen zur Entstehung unseres Sonnensystems. Im vergangenen November hatte Rosetta nach zwölf Jahren Flug durch das All das Mini-Labor Philae auf dem Kometen abgesetzt:

Lange Reise: Die Raumsonde Rosetta reiste in einer spiralförmigen Flugbahn über zehn Jahre lang zum Kometen Tschuri. Video: ESA (11. Oktober 2013)

Durch die Auswertung der Daten von Philae, wurde zum ersten Mal Stickstoffgas in der Umgebung eines Kometen gefunden. Molekularer Stickstoff (N2) ist der Hauptbestandteil der Erdatmosphäre und findet sich auch in den Atmosphären und den Oberflächen von Pluto und dem Neptun-Mond Triton. Obwohl die Wissenschaft davon ausgeht, dass Kometen wie Tschuri in derselben Region entstanden sind wie Triton und Pluto, war es bisher nicht möglich, den molekularen Stickstoff in ihnen nachzuweisen.

Der Komet, der aus der Kälte kommt

Martin Rubin vom Physikalischen Institut der Universität Bern und seinem Team ist es nun gelungen, eines dieser «meistgesuchten Moleküle» in der Atmosphäre von Tschuri nachzuweisen:

Die Messungen deuten darauf hin, dass der Komet Tschuri in einer sehr kalten Region unseres Sonnensystems entstand, denn N2 gefriert nur bei tiefen Temperaturen, wie Rubin erklärte. Zudem konnte die Forschungsgruppe erstmals den genauen N2-Gehalt eines Kometen beziffern. Die Forschenden berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift «Science».

Die geringe Menge an molekularem Stickstoff auf Tschuri weist darauf hin, dass Kometen dieser Art nicht sehr viel N2 auf die Erde gebracht haben können. Laut Chefwissenschaftlerin Kathrin Altwegg von der Universität Bern ist dies ein weiteres Indiz dafür, dass Kometen aus der Jupiter-Familie, aus der auch Tschuri stammt, weder für das Wasser auf der Erde noch für Gase wie N2 die Hauptquelle sein dürften.

Rosina beantwortet lang gehegte Fragen

Die Messung von N2 ist anspruchsvoll, weil im Eis des Kometen nur sehr wenig davon gespeichert wird. «Um diese geringen Mengen zu messen, waren Auflösungsvermögen und Sensitivität der bisherigen Beobachtungsinstrumente einfach nicht hoch genug», erklärt Rubin.

Das Mini-Labor Philae der Europäischen Weltraumagentur ESA, das im August 2014 bei Tschuri angekommen war, erlaubte nun bessere Messungen. Die Sonde beherbergt auch das Massenspektrometer Rosina, mit dem Rubin und sein Team die Messungen durchführten:

Mini-Labor auf Kometen: Philae sammelt Daten in 400 Millionen Kilometer Entfernung. Bild: Twitter / Philae Lander
Mini-Labor auf Kometen: Philae sammelt Daten in 400 Millionen Kilometer Entfernung. Bild: Twitter / Philae Lander

«Rosina hat die nötige Auflösung, um Moleküle mit beinahe der gleichen Masse zu unterscheiden, also etwa molekularen Stickstoff und Kohlenmonoxid», erklärt der Forscher. Von Letzterem gibt es nämlich – im Gegensatz zu N2 – sehr viel bei Tschuri.

«Es ist eine grosse Genugtuung, dass ein Instrument, das vor mehr als zwanzig Jahren geplant und gebaut wurde, endlich genau die Daten liefert, auf die man so lange gewartet hat», so der Wissenschaftler.

In weiteren Studien wollen die Berner Forschenden unter anderem der Frage nachgehen, inwiefern sich die Gaszusammensetzung des Kometen verändert. Da Tschuri und Rosetta sich nun dem sonnennächsten Punkt ihrer Umlaufbahn nähern, wird durch die steigende Temperatur mehr Gas ausgestossen. Das ist laut Rubin eine gute Gelegenheit für weitere Messungen – auch von seltenen Molekülen.

SDA/pst

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