Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
13.10.2011
Kategorie: Weltraum

Asteroiden nicht die einzigen Wasserlieferanten der jungen Erde

Wissenschaftler entdecken erstmals einen Kometen, dessen Wasser dem auf der Erde gleicht

Katlenburg-Lindau (6.10.2011) Neben Asteroiden könnten auch Kometen als Lieferanten für irdisches Wasser in Frage kommen. Darauf deuten neue Messungen hin, die mit Hilfe des Weltraumobservatoriums Herschel gemacht wurden, als sich der Komet 103P/Hartley 2 im Oktober 2010 auf seinem Weg um die Sonne der Erde auf nur 18 Millionen Kilometer genähert hatte. Wie Wissenschaftler unter Leitung von Dr. Paul Hartogh vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) feststellten, ähnelt das spezifische Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis des Kometen dem der Erde. Die Forschungsgruppe veröffentlichte ihre Ergebnisse am 5. Oktober in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Die Wissenschaft geht schon länger davon aus, dass das Wasser auf der Erde von außen zugeführt wurde.Während der Entstehung der terrestrischen Planeten herrschten derartig hohe Temperaturen, dass alle leicht flüchtigen Stoffe, zu denen auch Wasser gehört, verdampften. Das führte dazu, dass sich Volatile (organische Substanzen, deren Siedepunkt zwischen 50 und 260° Celcius liegt) im äußeren Sonnensystem anreicherten, von wo sie vor etwa 3,9 Milliarden Jahren während des sogenannten Late Heavy Bombardments zurück zur abgekühlten Erde gelangten.

Bis jetzt ging die Wissenschaft davon aus, dass dies zu etwa 90 Prozent über den Transport auf Asteroiden geschah, da Messungen auf Kometen aus der Oort`schen Wolke – eine Ansammlung von Objekten im äußersten Bereich des Sonnensystems – ein deutlich höheres Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis ergaben als der von der Erde bekannte Wert, der bei 1:6400 liegt. Deuterium, auch schwerer Wasserstoff genannt, besitzt im Atomkern ein Neutron mehr als Wasserstoff.

Komet 103P/Hartley 2 

Das Wasser des Kometen 103P/Hartley 2 hat ein ähnliches Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis wie jenes auf der Erde. Dieses Bild des Kometen gelang der US-amerikanischen Raumsonde EPOXI am 4. November 2010.

© NASA/JPL-Caltech/UMD

Die Annäherung des Kometen 103P/Hartley 2 auf bis zu 18 Millionen Kilometer an die Erde ermöglichte im Oktober 2010 genaue Messungen mit dem hochempfindlichen Wasserdampfdetektor HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) auf dem Weltraumteleskop Herschel der Europäischen Weltraumagentur ESA. Hierfür wurde die Koma des Kometen untersucht, die Hülle aus Staub und Gas, die sich bei der Annäherung eines Kometen an die Sonne bildet. Die in ihr enthaltenen Wassermoleküle senden im fernen Infrarotbereich eine charakteristische Strahlung aus, die eine Ableitung des Deuterium-Wasserstoff-Verhältnis ermöglicht. „Unsere Messungen ergaben, dass im Wasser von Hartley 2 auf jedes Deuterium-Atom etwa 6200 "normale" Wasserstoff-Atome kommen“, bilanziert Hartogh. Dieses Verhältnis kommt dem irdischen Wert sehr nahe. „Kometen wie Hartley 2 müssen somit ebenso wie die Asteroiden als Wasserlieferanten in Betracht gezogen werden“.
Allerdings werfen die Untersuchungsergebnisse neue Fragen nach der Entwicklung des Sonnensystems auf. Bislang galt die Theorie, dass mit zunehmender Entfernung des Entstehungsorts eines Körpers vom Zentralgestirn der Deuteriumgehalt deutlich ansteigt. Die Umlaufbahn von 103P/Hartley 2 deutet darauf hin, dass sich der Komet im Kuipergürtel, noch außerhalb der Umlaufbahn von Neptun, gebildet hat. Der Anteil an Deuteriumatomen sollte demnach über dem gemessenen Wert liegen. Dr. Hartogh folgert daraus, dass der Komet entweder doch näher an der Sonne entstanden ist, als angenommen, zum Beispiel als sogenannter Trojaner   im Schwerefeld von Jupiter, oder die gängigen Vorstellungen zur Deuteriumverteilung überdacht werden müssen.
(mh)

Originalveröffentlichung:
Harthog, P.; Lis, D.C.; Bockelée-Morvan, D. et al.: Ocean-like water in the Jupiter-family comet 103P/Hartley 2, Nature (2011), Advance Online Publication, 05.10.2011, doi:10.1038/nature10519

Kontakt: Dr. Paul Hartogh, Mail: hartogh@mps.mpg.de; Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Max-Planck-Str. 2, D-37191 Katlenburg-Lindau, Deutschland; Internet: http://www.mps.mpg.de/de/
Dariusz C. Lis, Ph.D., Mail: dcl@caltech.edu; California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, USA; Internet: http://www.caltech.edu/
Dominique Bockelée-Morvan, Mail: dominique.bockelee@obspm.fr; Observatoire Paris-Site de Meudon LESIA, 5 Pl Jules Janssen, FR 92195 Meudon Cedex, France; Internet: http://www.lesia.obspm.fr
Michael Küppers, Rosetta Science Operations Centre, European Space Astronomy Centre, 28691 Villanueva de la Canada, Madrid, Spanien; Internet: http://sci.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=13
Prof. Edwin A. Bergin, Department of Astronomy, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109 USA,  Tel.  1-734-615-8720, Fax: 1-734-763-6317, email:  ebergin_at_umich.edu, Internet: http://www.astro.lsa.umich.edu/
Slawomira Szutowicz, Mail: slawka@cbk.waw.pl; Space Research Centre, Polish Academy od Sciences, 00-716 Warschau, Polen; Internet: http://gmes.kosmos.gov.pl