Analyse der Stardust-Proben enthüllen ungewöhnliche Zusammensetzung Kometenstaub stammt aus der Sonnennähe - scinexx | Das Wissensmagazin
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Analyse der Stardust-Proben enthüllen ungewöhnliche Zusammensetzung

Kometenstaub stammt aus der Sonnennähe

Komet Wild-2 © NASA/JPL

Vor vier Jahren besuchte die Raumsonde Stardust den Kometen Wild-2 und brachte mithilfe eines speziellen Aerogels erstmals Proben des Kometenstaubs zurück zur Erde. Verteilt auf zahlreiche Wissenschaftler weltweit begann dann die Analyse der wertvollen Weltraumproben. Jetzt sind die ersten Ergebnisse dieser Untersuchungen im Magazin „Science“ erschienen.

Kometen gelten als die letzten relativ unveränderten Relikte aus der Frühzeit des Sonnensystems. Ihre Erforschung trägt daher dazu bei, einige der vielen noch offenen Fragen über die Geburt und frühe Entwicklung unseres Planetensystems zu beantworten. Komet Wild-2 entstand wahrscheinlich im Kuipergürtel, einer kometenreichen Region, die sich von der Umlaufbahn des Neptun bis weit über den Plutoorbit hinaus erstreckt. Bei seinem Wachstum nahm er auch Staub und Gase aus seiner Umgebung auf.

Staubproben als Zeugen des frühen Sonnensystems

„Wir wollen herausfinden, wie das Sonnensystem in seinen frühen Stadien aussah“, erklärt Bob Pepin, Professor für Physik an der Universität von Minnesota, einer der Mitarbeiter der Studie. „Wenn wir die Anfangsbedingungen kennen, können wir auch sagen, was zwischen damals und heute geschah.“ Eines dieser frühen Ereignisse im Sonnensystem war beispielsweise die Geburt des Erdmonds, etwa 50 Millionen Jahre nachdem das Sonnensystem entstand. Aber auch die Atmosphären der Planeten Erde, Venus und Mars könnten, so die Theorie einiger Planetenforscher, erst durch Kometen ihre spätere Gaszusammensetzung erhalten haben.

Aerogel mit Kometenstaub © NASA/JPL

Ein Forscherteam um Pepin und Saša Bajt vom Lawrence Livermore National Laboratorium der USA analysierte die Edelgase Helium und Neon, die in den winzigen Staubflecken des Stardust-Aerogels gefangen waren. „Die Partikel entstanden wahrscheinlich während der ersten Million Jahre des Sonnensystems“, erklärt Pepin und vergleicht dies mit der Lebenszeit eines Menschen: „Wenn unsere im mittleren Alter stehende Sonne heute 50 Jahre alt wäre, wären die Partikel in den ersten vier Tagen ihres Lebens geboren worden.“

Um die seit Milliarden von Jahren eingeschlossenen Gase wieder freizusetzen, erhitzten die Wissenschaftler die Proben zunächst auf etwa 1.400 Grad Celsius und analysierten dann die Isotopenzusammensetzung der Edelgase.

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Zehn Prozent stammt aus Sonnennähe

Das überraschende Ergebnis: Obwohl der Komet selbst sich – wie die meisten seiner Art – an den eisigen Rändern des Sonnensystems gebildet hat, muss der Kometenstaub nahe der damals noch jungen Sonne entstanden sein. Denn die gefundenen Anteile der Neon- und Heliumisotope glichen in verblüffendem Maße dem für eine spezielle Meteoritenart typischen Verhältnis. Diese jedoch stammen eindeutig aus der Sonnennähe und waren starker Strahlung ausgesetzt.

Rund zehn Prozent der Masse von Wild-2, so die Schätzungen der Forscher, könnte aus Partikeln bestehen, die aus der heißen Sonnenumgebung in die kalten Außenbereiche des frühen Sonnensystems transportiert wurden. Einmal dort angekommen, wurden sie dann von den entstehenden Kometen aufgenommen. „Das ungewöhnliche Isotopenverhältnis von Helium und Neon demonstriert, dass die Materialien im Kometen Wild-2 sehr viel näher an der jungen Sonne gewesen sind, als bisher angenommen“, so Bajt.

„Das ist eines der hervorstechenden Ergebnisse dieser Studie und ein ziemlich verblüffendes“, so Pepin. Die Ergebnisse werfen nun die Frage auf, was im frühen Sonnensystem geschehen ist, um den Staub so stark zu bestrahlen und ihn dann hunderte von Millionen von Kilometern von seinem Entstehungsort wegzuschleudern. Noch haben die Forscher hierauf keine eindeutige Antwort, aber ihre Arbeit geht weiter.

(University of Minnesota, 04.01.2008 – NPO)

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