STARDUST
Turbulente Geburt des Sonnensystems
von Hans Zekl
für astronews.com
15. Dezember 2006

Die Analyse des Staubs des Kometen Wild 2, dén die Sonde Stardust zur Erde zurückbrachte, überrascht die Wissenschaftler weiter: Die Forscher entdeckten in der Kometenprobe sowohl Materie aus den heißesten Regionen des jungen Sonnensystems als auch aus den kältesten Bereichen. Bei der Entstehung unseres Sonnensystems muss es also deutlich turbulenter zugegangen sein als bislang angenommen.

Bild des Kometen Wild 2 (es entstand durch die Kombination einer lang und einer kurz belichteten Aufnahme der Stardust-Sonde). Foto: JPL / NASA

Allgemein gelten Kometen als Zeugen aus der Entstehungszeit des Sonnensystems, weil sie sich fast nur in großem Abstand von der Sonne aufhalten und sich deshalb in den viereinhalb Milliarden Jahren seit ihrer Entstehung kaum verändert haben. Astronomen erhoffen sich darum von Beobachtungen an ihnen wichtige Erkenntnisse über die Anfangsbedingungen, aus denen auch die Erde hervorging. Von besonderer Bedeutung kommt dabei der Untersuchung der Kometenmaterie zu.

Zu diesem Zweck flog am 2. Januar 2004 die amerikanische Sonde Stardust in einem Abstand von 234 Kilometern am Kometen Wild 2 vorbei und sammelte dabei Staubteilchen aus dem Kometenschweif ein  (astronews.com berichtete), die sie am 15. Januar diesen Jahres zur Erde zurückbrachte. Ermöglicht wurde das durch die Entwicklung eines schwammartigen Glases, eines Aerogels, das die mit rund sechs Kilometern pro Sekunde aufprallenden Staubpartikel so sanft abbremste, dass sie in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung untersucht werden können.

Schon die ersten Analysen zeigten etwas Überraschendes. "Als das Sonnensystem sich vor 4,6 Milliarden Jahren bildete, wanderte Material aus den innersten Regionen in die Außenbereiche. Für mich erscheint dies so, als hätte es teilweise sein Innerstes nach außen gekehrt," so Donald Brownlee, Chefwissenschaftler der Mission.

Er schätzt, dass zirka zehn Prozent des Materials eines Kometen aus dem inneren Sonnensystem stammt. Das überraschte die Forscher, nahmen sie doch bislang an, dass der Kometenstaub ursprünglich aus der interstellarer Materie kommt. Dort liegen die Mineralien allerdings nicht in kristalliner Form vor. Doch genau dies ergaben die Analysen der Stardust-Proben durch 183 Wissenschaftlern, deren Ergebnis heute in der Wissenschaftszeitschrift Science veröffentlicht wird:  Der Kometenstaub enthält zum großen Teil kristalline Staubkörner, zum Teil Silikate.

Art und Zusammensetzung der Teilchen zeigen eindeutig, dass die Materie in der Nähe der noch jungen Sonne auf über 500 Grad Celsius erhitzt wurde. Viele Mineralien erfordern sogar Temperaturen von mehr als 1.100 Grad Celsius. Auch bestehen die Staubkörner nicht nur aus einer einzigen Mineralienart, sondern setzen sich alle aus verschiedenen Sorten zusammen. Offenbar lieferten unterschiedliche Regionen der Staub- und Gaswolke des solaren Urnebels Material zur Herstellung der Kometen.

Zwar wurde in theoretischen Arbeiten schon einige Male vermutet, dass während der Bildung der Planeten Mischungsprozesse ein Rolle spielten, doch galten sie nicht als besonders effektiv. Der Anteil der Hochtemperaturkristalle im Kometen Wild 2 zeigt jedoch ein ganz anderes Bild mit gewaltigen Materieflüssen aus dem Zentrumsbereich an den Rand der protoplanetaren Wolke. Somit wartet auf die Theoretiker viel Arbeit, ihre Modelle an die neuen Funde anzupassen.

Offenbar sind Kometen auch nicht alle gleich. Jedenfalls weichen die an Wild 2 gemessenen Zusammensetzungen deutlich von anderen, von Sonden besuchten Schweifsternen ab. Allerdings sind die Wissenschaftler mit ihren Schlussfolgerungen vorsichtig, weil bei den anderen Missionen das Material nur während des Vorbeiflugs untersucht werden konnte und dabei zerstört wurde. Unter Umständen konnten dabei leicht flüchtige Bestandteile nicht bestimmt werden und die Ergebnisse sind nicht so einfach miteinander zu vergleichen.