Kometeneinschlag für Wasser verantwortlich
von Stefan Deiters astronews.com
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.
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.
"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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