Rosetta-Mission
Unser Wasser stammt nicht vom Kometen «Chury»

Erste wissenschaftliche Resultate des Berner Rosina-Instruments sind da: Messungen auf dem Kometen «Chury» zeigen, dass irdisches Wasser nicht von Kometen stammt – das widerspricht einer früheren Studie

Mark Walther
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Komet Chury
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Der Komet «Chury» - beeindruckende Fotos
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Hayabusa 2 ist gestartet: Asteroid bekommt Besuch von japanischer Sonde

Vergangene Woche ist die japanische Raumsonde Hayabusa 2 zu ihrem vierjährigen Flug zum Asteroiden «1999 JU3» aufgebrochen. Sie wird den erdnahen Himmelskörper voraussichtlich im Juni 2018 erreichen und ihn zunächst vermessen. Danach wird sie den Landeroboter Mascot auf ihm absetzen. Im Gegensatz zu Rosettas Landeroboter Philae ist Mascot fähig, auf dem Weltallbrocken herumzuhüpfen und so an verschiedenen Stellen Messungen vorzunehmen. (MWA)

Hoffen, dass die Raumsonde Rosetta ihren Zielkometen 67P-Tschurjumow-Gerassimenko, kurz «Chury», erreicht, und dass das von ihr entwickelte Messinstrument Rosina Daten von dort draussen liefern würde.

Dann kamen die ersten Messwerte, hauptsächlich zur Beschaffenheit von «Churys» Wasservorkommen. Schon im August war Altwegg und ihrem Team klar, dass ein Teil davon «ganz anders als erwartet» ausfiel.

Über ihre Erkenntnisse durfte sie bis jetzt nicht reden. Bis jetzt, bis das Wissenschaftsmagazin «Science» heute ihren Artikel veröffentlicht – ausgerechnet an ihrem Geburtstag.

Wasser zerlegen und wägen

Die Frage, von wo unser Wasser stammt oder ob es seit der Entstehung der Erde hier war, ist heiss diskutiert. Die Erkenntnisse von Altwegg und Co. könnten diese Diskussion noch zusätzlich anheizen.

Die Schweizer Forscher haben herausgefunden, dass «Churys» Wasser nicht die gleiche Signatur wie unser eigenes aufweist. Die Erkenntnis daraus: Es waren keine Kometen, die das Wasser auf die Erde gebracht haben.

Um die Signatur aufzuspüren, waren hochpräzise Messungen nötig. Rosinas Massenspektrometer haben das gasförmige Kometenwasser in seine Einzelteile zerlegt, gewogen und die Werte mit irdischem Wasser verglichen. «Churys» Wasser ist demnach ein Schwergewicht: Es enthält dreimal mehr Deuterium als irdisches Wasser. Deuterium ist ein sogenanntes Wasserstoff-Isotop: Im Prinzip das gleiche wie Wasserstoff, nur schwerer, weil Deuterium-Atome neben einem Proton und einem Elektron auch noch ein Neutron enthalten.

Empfindliche Suche

Um Deuterium zu finden, musste Rosina die sprichwörtliche Nadel im Heuhaufen suchen. Denn nur jedes 1000. Molekül des Kometenwassers ist ein Deuterium-Molekül. Diese haben zudem das fast gleiche Gewicht wie andere Moleküle. So unterscheidet sich die Masse von Deuterium und dem ebenfalls im Wasser enthaltenen Fluor erst zwei Stellen hinter dem Komma.

Ein derart hoher Deuterium-Wert wie auf «Chury» wurde laut Altwegg noch nirgends im Universum gemessen. Der Wert überrasche sie, weil andere Kometen, die wie «Chury» im Kuipergürtel jenseits des Neptuns entstanden sind, deutlich weniger Deuterium besässen. Eine Untersuchung des Kometen Hartley 2 hatte im Jahr 2011 sogar noch die Theorie gestützt, dass es Kometen waren, die das Wasser auf die Erde gebracht hatten. Das könne man nun aber ausschliessen, so Altwegg: «Die grosse Spannweite zwischen hohen und niedrigen Deuterium-Werten spricht dagegen, dass Kometenwasser gleich dem Wasser unserer Ozeane ist.»

Wer hat uns denn sonst das Wasser gebracht? Vermutlich erdnahe Asteroiden. Untersuchungen haben gezeigt, dass ihr Wasserreservoir jenem der Erde ähnelt. Ein anderer Teil der lebensermöglichenden Flüssigkeit befindet sich seit der Entstehung der Erde hier; darüber ist sich die Wissenschaft weitgehend einig. Zwar gab es vor vier Milliarden Jahren eine Periode enormer Hitze, die jegliches Wasser auf der Erdoberfläche verdampfen liess. In Mineralien im Untergrund konnte das Wasser diese heisse Phase aber überstehen. Was ebenfalls für diese Theorie spricht: Es hätte zehn Millionen Kollisionen mit Weltallbrocken gebraucht, um den ganzen irdischen Wasservorrat zu importieren. Diese Zahl hält Altwegg für zu hoch.

Datenstrom reisst nicht ab

Rosina habe schon fantastische Arbeit geleistet, sagt Altwegg. Zu Ende ist die Mission aber noch nicht. Das Instrument sammelt auf der Sonde der europäischen Raumfahrtagentur ESA pausenlos Daten. Über eine Antenne in der australischen Hauptstadt Canberra werden sie heruntergeladen, und via das Kontrollzentrum in Darmstadt nach Bern übertragen. Wenn Altwegg die Daten anschaut, sieht sie erst einmal einen Zahlensalat mit lauter Einsen und Nullen. Diesen Code muss der Computer erst in ein Diagramm verwandeln, um die Zahlen für die Analyse bereitzumachen. Pro Tag schickt ihr Team rund 50 Kommandos hinaus zu Rosina, um das Instrument zu bedienen.

Ursprünglich sollte Rosina, genau, wie Rosetta, bis Ende 2015 Daten von dem 510 Millionen Kilometer entfernten Himmelskörper liefern. Nun wird über eine Verlängerung der Mission bis im Sommer 2016 nachgedacht. Dann befindet sich Rosetta zu weit weg von der Sonne, um Solarstrom produzieren zu können. Sie müsste zum zweiten Mal in eine Art Winterschlaf versetzt werden, was sich nicht mehr lohnen würde. Zu diesem Zeitpunkt wäre Kathrin Altwegg eigentlich schon pensioniert. Die Astrophysikerin hat jedoch andere Pläne: «Ich werde so lange weiterarbeiten, bis die Mission zu Ende geht.»

Rosetta war am 12. November das erste irdische Objekt, das einen Landeroboter erfolgreich auf einem Kometen absetzen konnte. Der Lander Philae untersuchte den Kometen während 64 Stunden und sendete die gewonnenen Daten via Rosetta zur Erde. Dann fiel er aber in einen Ruhezustand, weil er – im Schatten von Felsen stehend – seine Batterien nicht mit Solarstrom aufladen kann.

Die Raumsonde war 2004 vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana zu ihrer zehnjährigen Reise durchs All aufgebrochen. 6,6 Milliarden Kilometer später erreichte sie «Chury». Fast drei Jahre ihres Flugs hatte sie in einem künstlichen Tiefschlaf verbracht, um Energie zu sparen.

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