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JUPITER
Kometeneinschlag für Wasser verantwortlich
von Stefan Deiters
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23. April 2013

Das Infrared Space Observatory entdeckte in den 1990er Jahren erstmals Wasser in der oberen Atmosphäre des Gasriesen Jupiter. Beobachtungen mit dem Infrarot-Weltraumteleskop Herschel konnten nun klären, woher dieses Wasser stammt: Es gelangte im Juli 1994 durch den Einschlag des Kometen Shoemaker-Levy 9 auf den Planeten.

Jupiter

Die Wasserverteilung in der oberen Jupiteratmosphäre. Im Hintergrund eine Hubble-Aufnahme des Planeten. Bild: ESA/Herschel/T. Cavalié et al.; / NASA/ESA/Reta Beebe (New Mexico State University)

Seit das 1995 gestartete Infrared Space Observatory (ISO) der europäischen Weltraumagentur ESA Wasser in der oberen Atmosphäre des Jupiter entdeckt hatte, rätselten die Astronomen, woher dieses Wasser stammt. Einen Verdächtigen hatte man schnell: Den Kometen Shoemaker-Levy 9, der im Juli 1994 auf den Gasriesen stürzte. Insgesamt 21 Fragmente des Kometen gingen auf der Südhalbkugel des Jupiter nieder und sorgten für eindrucksvolle Spuren in der Atmosphäre des Gasriesen.

Doch bislang fehlte der direkte Beweis für diese These, obwohl man ausschließen konnte, dass das Wasser aus dem Inneren des Planeten stammt. Dann hätte es nämlich einen äußerst kalten Bereich zwischen der sichtbaren Wolkenoberfläche und der Stratopshäre des Planeten durchqueren müssen, was nicht möglich ist. Es kam somit nur eine externe Quelle infrage. Den entscheidenden Hinweis lieferte nun das ESA-Infrarot-Weltraumteleskop Herschel, das die chemische Signatur von Wasser in der gesamten oberen Atmosphäre des Jupiter kartierte.

Dabei zeigte sich, dass es zwei- bis dreimal mehr Wasser auf der Südhalbkugel des Planeten gibt als auf der Nordhalbkugel. Gleichzeitig ist die Wasserkonzentration rund um die Stellen am höchsten, an denen 1994 Fragmente von Shoemaker-Levy 9 eingeschlagen waren. Außerdem ließ sich das Wasser nur in größeren Höhen nachweisen.

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"Nur mit Herschel konnten wir die empfindlichen spektralen Beobachtungen machen, die nötig waren, um die noch fehlende Verbindung zwischen dem Wasser auf Jupiter und dem Kometen Shoemaker-Levy 9 herzustellen", erklärt Thibault Cavalié vom Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, der Erstautor eines Fachartikels in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics, in dem die Beobachtungen beschrieben sind. "Nach unseren Modellen stammen 95 Prozent des Wassers in der Stratosphäre von diesem Kometeneinschlag."

Eine alternative Quelle hätte ein ständiger Regen aus winzigen interplanetaren Staubpartikeln auf Jupiter sein können. In diesem Fall allerdings hätte das Wasser gleichmäßig auf dem gesamten Planeten verteilt sein müssen. Außerdem sollte sich das Wasser dann auch in etwas tieferen Regionen nachweisen lassen.

Das Wasser hätte zudem auch von einem der Eismonde rund um Jupiter stammen können. Einen solchen Übertrag von Wasser hatte Herschel beim Saturn und dessen Mond Enceladus beobachtet (astronews.com berichtete). Allerdings befindet sich keiner der größeren Monde des Gasriesen in der richtigen Position, um für das Wasser in den entsprechenden Regionen verantwortlich sein zu können. Auch kleinere Einschläge auf Jupiter, die 2009 und 2010 auf Jupiter beobachtet wurden, konnten als Wasserquelle ausgeschlossen werden. Als einziger Schuldiger blieb so nur Shoemaker-Levy 9.

"Bei allen vier Riesenplaneten im äußeren Sonnensystem findet man Wasser in der Atmosphäre, aber es könnte vier verschiedene Szenarien geben, wie sie dazu gekommen sind", so Cavalié. "Im Fall von Jupiter ist klar, dass der Einschlag von Shoemaker-Levy die mit Abstand wichtigste Quelle für das Wasser war, selbst wenn es auch noch weitere externe Quellen gab."

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siehe auch
Herschel: Stammt das irdische Wasser von Kometen? - 6. Oktober 2011
Herschel: Enceladus lässt es auf Saturn regnen - 27. Juni 2011
Links im WWW
Fachartikel bei Astronomy & Astrophysics
Herschel, Seite der ESA
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