Astronomie

Überraschung Komet Chury (Tschuri), ein wissenschaftliches Rätsel entfaltet sich

Gemäß den  bisherigen Untersuchungsergebnisse des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko durch die Sonde Rosetta veröffentlicht. Diese widersprechen der bisherigen Sichtweise über Kometen bzw. deren Aufbau und Verhalten. Wissenschaftlich gesehen, soll dieser Komet sein Wesen offenbaren, aber es werden immer neue Fragen aufgeworfen.

Helligkeitsvergleich zwischen Erde, Mond und Komet Tschuri (rechts). © ESA/MPS

Kometen sollen  aus einer Mischung von Eis und Gestein bestehen und werden daher als schmutzige Schneebälle bezeichnet. Mit der Annäherung zur Sonne hin soll der nur wenige Kilometer große Kern zu verdampfen beginnen und eine dichte Staub- und Gaswolke bilden, die sogenannte Koma, bevor sich der Kometenschweif ausbildet. Dabei handelt es sich um Gasmoleküle und Staubteilchen, die von der Sonnenstrahlung bzw. beständigen Partikelstrom der Sonne,  dem sogenannten Sonnenwind, aus der Koma weggeblasen werden.

Schon das Aussehen entspricht nicht dem eines schmutzigen Schneeballs. Die Oberfläche des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko, dem sich die Raumsonde Rosetta näherte, ist  gleichmäßig dunkel gefärbt, schwärzer als schwarzes Tonerpulver.  Es sind nahezu keine farblichen Variationen auf der Oberfläche zu erkennen, anders als bei Asteroiden. Lediglich der Halsbereich sowie vereinzelte Felsbrocken erscheinen auf  den Aufnahmen heller als die anderen  Teile von Chury.  Der Großteil der Aktivität des Kometen entwickelt sich im Halsbereich: Fast alle Fontänen haben dort ihren Ursprung.  Rechnungen zeigen, dass der Halsbereich– entgegen der Erwartung – weniger Wärmeenergie von der Sonne aufnimmt als andere Regionen, aber trotzdem besonders aktiv ist. In den vergangenen Monaten war Chuy so zur Sonne positioniert, dass den Halsbereich sogar weniger Energie erreichte als in anderen Bereichen. In der Nähe auf der Oberfläche des Kometenkerns kann man weitere Staub- und Gasfontänen beobachten. Dort befinden sich Vertiefungen  von 50 bis zu 300 m Durchmesser, bei Tiefen von bis zu 200 m.

Vor dem Landeanflug des an Bord von Rosetta mitgereisten Landeeinheit Philae waren die Forscher einerseits  besorgt, dass  dieser in dem auf dem Kometen vermuteten Staubschicht  versinken könnte, und andererseits, dass sich an der Oberfläche des Kometen eine Gletscherspalte neben der anderen oder auch meterhohe Eiszapfen befinden könnten, oder auch zum Beispiel oder meterhohe Eiszapfen. Dieses Bild von einer eisigen Oberfläche des Kometen hat sich in Luft aufgelöst, da die Fotos kein Eis zeigen, sondern eine bizarre Landschaft mit teils vielem Geröll.

Philae kann sich also nicht einfach auf die Oberfläche fallen lassen, so wurde vor der Landung vermutet, sondern muss selbst aktiv werden. Dafür ist die Landeeinheit Philae mit einer Harpune ausgestattet. Die wird er ins Eis des Kometen hineinschießen und sich dann an ihn heranziehen. »Es ist eine schwierige Mission« (DW-online am 5.7.2014).

Diese Verankerung erschien notwendig, da das 100 kg schwere Minilabor „Philae“ auf Chury nur ein Gramm wiegen soll, was an der angeblich verschwindend geringen Schwerkraft des Vier-Kilometer-Brockens liegen soll. U. a. die Tonaufnahmen beweisen jedoch, dass die Landeinheit „Philae“ nach dem ersten Abprallen von der Oberfläche einen Sprung absolvierte, der 110 Minuten lang dauert bevor die Landeeinheit einen kürzeren Hüpfer absolvierte. Der erste Aufprall erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 38 cm/s (anstatt geplanter 100 cm/s). Der zweite Aufprall mit nur 3 cm/s ab (das sind 100 m pro Stunde!), aber das reichte  noch für einen 7 Minuten langen Hüpfer.

Sollen die Annahmen hinsichtlich Gravitation richtig gewesen sein, hätte der Lander kaum einen derartig langen Sprung absolvieren können, und die Harpunen sowie geplanten Schraubbefestigungen hätte man sich sparen oder ein anderes Haltesystem planen können.

Staub und Gas steigen von Churys Oberfläche auf, während sich der
Komet dem sonnennächsten Punkt auf seiner Umlaufbahn nähert.
Bild: ESA/Rosetta/NAVCAM

Interessant ist, dass der winzige Komet Chury so etwas wie Jahreszeiten aufweisen soll. In einer Studie wurde die Variation der Koma, also quasi der Kometenatmosphäre untersucht. Dabei wurde keine einfach-ständige Zunahme der Ausgasrate beim Kometen festgestellt, sondern man sah Spitzen bei der Messung der Dichte beim Wasser und ein paar Stunden später beim Kohlendioxyd: Diese Variation könnte auf einen Tag-Nacht- oder auf einen saisonalen «Sommer-Winter»-Effekt hindeuten: Erstere wird von Wasser; letztere von Kohlendioxyd dominiert. Interessant ist, dass sich das Massenverhältnis dieser drei Bestandteile über einen Kometentag hinweg stark ändert Möglicherweise ist der Kometenkern selbst inhomogen, wird vermutet.

Mit einem Teleskop betrachtet, sieht der Koma eines Kometen von weitem sehr uniform aus, und dieser ändert sich auch nicht kurzfristig. Es war eine Überraschung, dass aus 200 km Nähe derartige Variationen zu sehen sind. Noch überraschender war, dass sich die Zusammensetzung der »Kometen-Atmosphäre« so stark ändert. Da der Kometenkern nur einen Durchmesser von 4 km aufweist, ist die Sommerzone nur rund einen Kilometer von der Winterzone entfernt. Derartige Differenzen in der Atmosphäre auf solch kleine Entfernungen sind sehr außergewöhnlich. Interessant ist auch die zukünftige Entwicklung der Koma des Kometen, wenn er sich der Sonne nähert.

Außerdem riecht der Komet Chury riecht offenbar ziemlich streng: Nach faulen Eiern wegen der Existenz von Schwefelwasserstoff, nach Pferdestall wegen Ammoniak und nach beißendem Formaldehyd. Hinzu kommt ein schwach bittermandelartiges Aroma wegen des giftigen Cyanwasserstoffs, auch bekannt als Blausäure. Hinzu kommt noch Alkohol in Form von Methanol, ergänzt durch ein essigähnliches Aroma von Schwefeldioxid. Die Konzentrationen sind derzeit noch nicht sehr hoch, sollten aber mit Annäherung an die Sonne ansteigen. Derzeit dominieren In der Gas- und Staubhülle Wasser, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.

Außerdem entdeckte man jetzt mit der Kometensonde Stickstoff in der Gashülle von Chury entdeckt. In der Atmosphäre der Erde  stellt molekularer Stickstoff (N2) mit rund 80% den Hauptbestandteil. Auch auf anderen Himmelskörpern im Sonnensystem gibt es Stickstoff (N2), so  auf der Oberfläche des Zwergplaneten Pluto und des Neptunmondes Triton, aber auch auf dem Mars, nachgewiesen durch Bohrungen des ferngelenkten Rovers Curiosity.

Wissenschaftler nehmen an, dass dieses stabile Molekül Stickstoff die häufigste Form des Stickstoffs war, während das Sonnensystem entstand. Das Eis von Kometen kann jedoch nur sehr wenig N2 einfangen und speichern. Als Quelle für den Stickstoff auf der Erde sind solche Kometen unwahrscheinlich, denn die Menge an molekularem Stickstoff, den Kometen wie Chury zur Erde gebracht haben können, ist viel geringer als die anderer stickstoffhaltiger Moleküle wie Ammoniak. Außerdem lieferten Kometen kein Wasser für die Erde.
Der Komet 67P/Tschurjumow-Gerassimenko schießt außerdem reichlich Staub und Gas in den Weltraum.

Update 12.11.2015
Riesige Datenmengen wurden zur Erde gefunkt, die derzeit noch analysiert werden. Aber fest steht: Die Mission hat mehr neue Fragen aufgeworfen als diese Antworten gegeben. Der Leiter der Rosetta-Mission Dr. Paolo Ferri: „Das Wasser dort hat nichts mit dem bei uns zu tun. Auch Edelgase auf dem Kometen habe eine ganz andere Zusammensetzung. Und wir haben auch nicht damit gerechnet, dass wir so große Mengen von molekularem Sauerstoff auf Tschuri entdecken würden.“

Die Forscher glauben jedoch noch immer, dass Tschuri aus gefrorenem Staub mit Wassere steht: ein schmutziger, sehr harter Schneeball. Ansonsten müsste ja die gesamte Theorie von der Entstehung des Sonnensystems geändert werden. Aber alle Fakten sprechen gegen diese Auffassung, auch die Oberfläche des Planeten, die unter der dünnen Staubschicht knallhart ist, sodass die Bohrer da nicht hinein kommen. Außerdem sieht man auch in den steilen Kraterwänden felsiges Material wie auch an der Oberfläche. Eis gibt es nur sehr wenig. Da Kometen Kohlenwasserstoffe aus dem Inneren heraus emittieren, kann Wasser und damit Eis, aber auch Kohlendioxid durch Oxidation der Kohlenwasserstoffe entstehen. Es wurde schon bei einem anderen Kometen festgestellt, dass der Schweif relativ trocken war und dass ein Asteroid wie ein ausgebrannter Komet anzusehen ist (siehe ausführlich:  »Der Energie-Irrtum«).

Es soll nun ein sensationelles Finale geben: Nach Landeroboter „Philae“ soll auch die Muttersonde „Rosetta“ Ende nächsten Jahres auf dem Kometen landen. Es soll zwei Möglichkeiten geben:  Wenn die Energie der Sonne auf unseren Solarzellen nicht mehr reicht, können wir die Sonde einfach ausschalten und Tschüss‘ sagen. Oder wir versuchen eine Landung auf dem Kometen,“ sagt Dr. P. Ferri.

Kommentar

Kometen scheinen seltsame schmutzige Schneebälle zu sein, denn sie gasen aus, besitzen eine veränderliche Atmosphäre und scheinbar eine höhere Gravitation als angenommen. Insbesondere die dunkle Oberfläche von Kometen ist mit der herkömmlichen Kosmologie ganz einfach nicht zu erklären. Mit zunehmender Aktivität wird auf diesem Kometen Chury auch der Kohlenwasserstoff Methan, wie auf anderen Kometen bereits nachgewiesen, entstehen. Schmutzige, rein der Gravitation unterliegende Schneebälle können, von der Theorie her, kein Methan, aber auch keinen Stickstoff oder Schwefelwasserstoff emittieren! Die Theorie vom schmutzigen Schneeball ist falsch.

Berücksichtigt man die jedoch die in dem Zillmer-Buch »Der Energie-Irrtum« (2009, S. 89, ff.) dargestellten elektrischen Wechselwirkungen zwischen Sonne und Komet als Kathode-Anode-Prinzip im elektrischen Plasma-Universum, lösen sich diese Rätsel auf und auch die tiefschwarze Fäbung der Kometen stellt dann kein Rätsel mehr da…

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