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Währenddessen, weit draußen im Weltraum, zwischen den Planeten, kämpft sich ein Komet in Richtung Sonne vor.

Wieso sind Kometen für eher unbeholfene Steineklopfer wie z.B. Mich von Interesse ? Ein Komet ist zunächst einmal eine sehr feinkörnige Eis- und Steinkugel mit Schweif (auch schmutziger Schneeball, oder eisige Dreckkugel genannt). Letzterer bildet sich eher im inneren Sonnensystem, wenn Material vom Kern verdampft. Der Kern selber ist eher schwer zu beobachten, er ist sehr dunkel, weshalb die meiste Information aus dem Schweif stammt.

Zurück zum Thema: Der mineralogische Anteil am Kometenmatsch kann uns einiges über das frühe Sonnensystem erzählen. Ganz grob lassen sich die potentiell zu erwartenden Minerale in drei Gruppen einteilen:

1) (Silikatisches) Glas. Glas = unstrukturiert, amorph bedeutet in der Regel pristin, unverändert. Wieso ? Das Ausgangsmaterial unseres Sonnensystems war wahrscheinlich sehr ähnlich dem Interstellaren Medium (ISM). Das ist das Material, aus dem die großen Molekülwolken bestehen, in denen sich Sonnensysteme bilden. Das ISM ist fast ausschließlich glasartig, was man z.B. aus Infrarotbeobachtungen weiß.

Falls kometares Material vor allem aus glasartigem Material besteht, würde das darauf hindeuten, dass sich Kometen von der mineralogischen Zusammensetzung her seit der Entstehung des Sonnensystems vor 4.6 Milliarden Jahren nicht verändert haben. Sie wären also wirklich kosmische Kühlschränke, in denen der ‚Ur-Stoff‘ unseres Sonnensystems überlebt hat.

2) Kristallines Material. Kristallin bedeutet, dass das glasige ISM Ausgangsmaterial irgendwie verarbeitet wurde, in der Regel durch Hitze. Aus der Untersuchung von Meteoriten (Chondrite) kennen wir solche Kandidaten: Kalzium-Aluminium-reiche Einschlüsse (CAIs), die namensgebenden Chondren, und auch feinkörniges Material, die Matrix. Alle enthalten selbst in den extrem primitiven Chondriten vom Typ 3 hohe Anteile an kristallinem Material.

In anderen Worten, viel kristallines Material würde bedeuten, dass Kometen dann vielleicht doch nicht so primitiv sind, sondern auch erst mal ordentlich im Mahlstrom des frühen Sonnensystems durchgequirlt wurden.

3) Schichtsilikate. Das sind Silikate, die nass wurden (z.B. Tonminerale), also so etwas wie Matsch. Zur Bildung von Schichtsilikaten ist also Feuchtigkeit nötig. Ein hoher Anteil an Schichtsilikaten würde wohl auf intensive Prozesse auf dem Kometen hindeuten. in diesem Falle wären Kometen nicht mal primitiv, sondern stark alterierte Körper.

Ein Blick auf die Ergebnisse der ersten kometaren Sample-Return-Mission, Stardust, hilft die unerträgliche Spannung zu mildern. Es wurden Partikel gefunden, die nach Fragmenten von Chondren und CAIs aussehen. Generell ist die Mineralogie des kristallinen Anteils der Kometen meteoritischem Material sehr ähnlich. Das war ein zentrales Ergebnis der Stardust Mission – da Chondren und CAIs wohl im heißen, inneren frühen Sonnensystem gebildet wurden, mussten die Partikel in die kühlen Außenbezirke transportiert werden, wo sie dann in den Kometen endeten.

Was feuchte Minerale betrifft, so wurden immerhin Karbonate entdeckt, sowie Eisenoxide, die auch auf Feuchtigkeit hinweisen.

Natürlich ist mal wieder alles nicht ganz so einfach (sonst wären wir Wissenschaftler unnötig). Ein Komet alleine ist schon mal eine kleine Probenmenge, und auch die rabiate Auffangtechnik der Kometenteilchen könnte Probleme bereitet haben. Diese wurden durch eine Kollision mit einem Kollektor in einer Schicht Aerogel (Material mit sehr niedriger Dichte) von einer Geschwindigkeit von 6 Km/s abgebremst. Es ist fraglich, ob z.B. Schichtsilikate den Aufprall auf den Kollektor in erkennbarem Zustand überlebt hätten, und auch die Identifikation von amorphem, glasigem Material könnte schwierig sein.

Nicht zu vergessen die Interplanetaren Staubpartikeln (IDP). Das sind kleine Staubteilchen, die permanent aus dem Weltraum auf die Erde rieseln. Ein Teil dieser IDP stammt ebenfalls aus Kometen, und die Untersuchung zeigt sowohl amorphe, glasige Anteile als auch kristalline Silikate.

Spektroskopische Untersuchungen des Staubes in der Deep Impact Mission (als ein Kometenkern beschossen wurde) deuten sehr wohl auf Schichtsilikate hin (wenn auch nur als minderer Bestandteil).

Deshalb sind weitere Beobachtungen vonnöten. ISON, ein frischer Komet der wahrscheinlich zum ersten Mal ins Innere Sonnensystem vordringt, kommt da gerade recht.

Komet ISON (mit bürgerlichem Namen C/2012 S1) hat je nach Ansicht das Potential zum größten Ding am Himmel seit immer, oder zum größten Flop überhaupt. Viel hängt davon ab, ob ISON es um die Sonne herum packt. Der sonnennächste Punkt (Perihelion) ist mit 0.012AU (Astronomische Einheiten, 1 AU=mittlere Entfernung Erde-Sonne) nahe an der Roche Grenze, die Entfernung, wo es einen Körper aufgrund von Gezeitenkräften zerlegt.

Als Steinklopfer habe Ich von Kometen natürlich nicht so viel Ahnung und will auch nicht so tun als ob. Für tiefergehende Infos sei die Webseite des CIOC Konsortiums empfohlen. Trotz aller Konkurrenz (gerade um Veröffentlichungen und vor allem Gelder) sind Wissenschaftler durchaus zu Kooperation in der Lage. Um das Maximum an Informationen aus ISON herauszuholen, wurde das CIOC in Leben gerufen, um die Beobachtungen zu koordinieren. Und die Liste der eingesetzten Geräte ist schon beeindruckend, gerade wenn man sich klarmacht, dass viele Teleskope lange im Voraus zeitlich ausgebucht sind.

Das gilt gerade für alles, was im Weltraum herumschwebt. Dennoch werden auch Weltraumteleskope und Raumsonden eingesetzt, um den Kometen über den gesamten Wellenlängenbereich zu beobachten, z.B. optisch (Hubble), oder im Röntgenbereich für die chemische Zusammensetzung (Chandra Röntgenteleskop). Sogar ein and Bord einer 747 fliegendes Teleskop kommt zum Einsatz: SOFIA (DLR und NASA) wird ISON im mittleren Infrarot analysieren. Damit kann die Mineralogie des Kometenstaubs bestimmt werden. Sogar Deep Impact, Veteran der Kometenforschung, der einem Kometen einen Watschen verpasst hat, und Mars Explorer (ein Mars Orbiter) kommen zum Einsatz. Nicht zu schweigen von der ganzen Batterie irdischer Teleskope.
In anderen Worten, alles was nicht niet- und nagelfest und rechtzeitig auf den Bäumen war, wurde von Casey Lisse und seinen Mannen/Frauen requiriert.

Das Ganze erinnert ein wenig an die Beobachtung von Komet Halley vor 27 Jahren. Kometen gehörten lange zu den eher unterforschten Körpern des Sonnensystems. Der erste direkte Besuch fand 1986 in Form einer ganzen Flottille an Sonden zu Komet Halley statt (nicht ganz, 1985 passierte die recycelte NASA-Sonde ICE an Komet Giacobini-Zinner).
Wie sich die Älteren unter uns erinnern, besuchten Giotto (ESA), Sakigake, Suisei (beide Japan), Vega 1 und Vega 2 (UdSSR) Anfang 1986 Halley. Giottos epischer Höllenritt am aktiven Kometenkern vorbei verdient sicher einen eigenen Eintrag.
Davon abgesehen, konnten Kometen lange nur teleskopisch beobachtet werden. So konnte mit Hilfe von Infrarotspektroskopie so ab etwa den 80er Jahren die Zusammensetzung von Kometenschweifen bestimmt werden.

Es wird also interessant werden in den nächsten Wochen, und selbst wenn ISON die Grätsche macht, dürfte einiges an Ergebnissen für die Forschung dabei herauskommen (und natürlich Veröffentlichungen). Selbst ein zerlegter Komet wäre übrigens sehr interessant, da man dadurch natürlich eine Idee über das Innere erhalten würde, wenn auch unter Verlust eines ästhetisch schönen Himmelereignisses. Man kann halt nicht immer alles haben.

2 Kommentare zu “Kosmische Kühlschränke (1): Komet ISON

  1. Pingback: Kosmische Kühlschränke (2): Inventur | EXOPLANETAR

  2. Pingback: Kosmische Kühlschränke (2): Unternehmen Stardust | EXO- PLANETAR

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