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67P/CHURYUMOV-GERASIMENKO
Gefrorenes Wasser auf dem Rosetta-Kometen
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung
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25. Juni 2015

Mit Hilfe des wissenschaftlichen Kamerasystems OSIRIS an Bord der ESA-Raumsonde Rosetta haben Wissenschaftler 120 helle Stellen auf der Oberfläche des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko identifiziert. Die optischen Eigenschaften dieser Stellen sprechen dafür, dass es sich um gefrorenes Wasser handelt, das sich in der Regel unter einer dunklen Staubschicht verbirgt.

67P

Beispiele von sechs verschiedenen eisigen Stellen, die in Aufnahmen des wissenschaftlichen Kamerasystems OSIRIS identifiziert wurden. Bild: ESA / Rosetta / MPS for OSIRIS Team (MPS / UPD / LAM / IAA / SSO / INTA / UPM / DASP / IDA) [Großansicht]

Kometen enthalten gefrorenes Wasser. Das beweist der Wasserdampf, den Rosetta und frühere Kometenmissionen in der Atmosphäre dieser Objekte nachgewiesen haben. Auf der Oberfläche der Kometen ist dieses Eis jedoch nicht zu sehen. Wie auch andere Kometen ist 67P/Churyumov-Gerasimenko tiefschwarz gefärbt und reflektiert nur wenige Prozent des Sonnenlichts.

Forscher vermuten deshalb, dass das gefrorene Wasser unter der Schicht aus dunklem Staub zu finden ist, die den Kometen überzieht. Dieses unterirdische Eis könnte jedoch stellenweise hervorschauen, so die Forscher des OSIRIS-Teams in einer jetzt vorgestellten Studie. In Aufnahmen, die das wissenschaftliche Kamerasystem in der Zeit von August bis November 2014 einfing, konnten die Forscher 120 solcher Stellen ausmachen. Die meisten sind nur wenige Meter groß.

"Keine der früheren Kometenmissionen hat räumliche Auflösungen im Bereich einiger Meter erreicht", erklärt Holger Sierks vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Leiter des OSIRIS-Teams. "Wir sehen Strukturen dieser Art deshalb zum ersten Mal." Die optischen Eigenschaften der hellen Flecken deuten darauf hin, dass es sich um gefrorenes Wasser handelt. Sie reflektieren bis zu 60 Prozent des Sonnenlichtes. Das ist ein typischer Wert für Eis. Zudem ist dieses Licht leicht bläulich.

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Ein weiterer wichtiger Hinweis: Innerhalb eines Monats haben sich die eisigen Stellen kaum verändert. Gefrorenes Kohlendioxid und Kohlenmonoxid, das Forscher ebenfalls auf der Kometenoberfläche erwarten, würde sich im Gegensatz dazu rasch verflüchtigen. "Zum Zeitpunkt unserer Beobachtungen befand sich der Komet noch weit entfernt von der Sonne. Bei dieser Entfernung dürfte pro Stunde, in der die Region Sonnenlicht erhält, weniger als ein Millimeter gefrorenen Wassers verdampfen", erläutert Teammitglied Antoine Pommerol von der Universität Bern.

Mit hoher Auflösung betrachtet entpuppen sich viele der hellen Flecken als Brocken mit hellen Bereichen auf ihrer Oberfläche. Einige treten in Gruppen auf, andere vereinzelt. Die Ansammlungen finden sich typischerweise in Geröllfeldern am Fuße von Klippen und Steilhängen. Sie könnten durch Erosionsprozesse oder das Zusammenbrechen der Klippen zum Vorschein gekommen sein. Im Gegensatz dazu stechen die vereinzelten helle Flecken aus ihrer Umgebung deutlich hervor.

Möglicherweise hat die Aktivität des Kometen sie an anderer Stelle in die Höhe geschleudert und sie kamen erst später an ihrem jetzigen Standort zur Ruhe. In allen Fällen handelt es sich um Regionen, die nur wenig Sonnenergie erhalten, sich also beispielsweise im Schatten einer Klippe befinden.

Um besser zu verstehen, wie eine solche Verteilung entstehen konnte, führten die OSIRIS-Forscher auch Laborexperimente durch und untersuchten, wie sich eine Mischung aus gefrorenem Wasser und verschiedenen Mineralien unter Sonneneinstrahlung verhält. Ihr Ergebnis: Bereits nach wenigen Stunden bildet sich ein dunkler Staubmantel von einigen Millimetern Dicke aus. An einigen Stellen im Experiment verbirgt dieser Mantel jedwede Spur des darunterliegenden Eises.

Hier und da konnte das verdampfende Wasser im Experiment jedoch größere Staubkörner oder Brocken mit sich reißen und so helle Bereiche freilegen. Das Team hält es für möglich, dass die eisigen Stellen bereits vor sechseinhalb Jahren entstanden, als sich der Rosetta-Komet das letzte Mal der Sonne näherte. Dabei könnten eisige Brocken in Gebiete geschleudert worden sein, die permanent im Schatten liegen. Dort konnten sie viele Jahre überdauern.

Eine anderen Theorie zur Folge könnten auch die Emission von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid in größerer Sonnenentfernung verantwortlich sein. "Die beste Strategie, diese Fragen zu klären, ist abzuwarten", so Sierks. "In den kommenden Monaten werden wir 67P weiter beobachten und so hoffentlich diese Prozesse aus nächster Nähe miterleben."

Über die Ergebnisse ihrer Studie berichten die Wissenschaftler jetzt in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics.

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Rosetta, die astronews.com-Berichterstattung über die Rosetta-Mission
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Fachartikel in Astronomy & Astrophysics
Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung
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