Rosettasonde findet Eis auf Kometen

Dicht unter der Oberfläche des Kometen Tschurjumow-Gerassimenko lagern millimetergroße Körnchen aus purem Wassereis. Das zeigen Messungen eines internationalen Forscherteams mit dem Spektrometer Virtis an Bord der europäischen Raumsonde Rosetta. Erosionsprozesse haben das Eis an mehreren steilen Hängen am Rand der Imhotep-Ebene auf dem Kometen freigelegt. Die Beobachtungen liefern einen Einblick in die Entstehung der oberflächennahen Schichten des Himmelskörpers, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Eis auf Kometen entdeckt

„Die beobachtete Schichtung auf Tschurjumow-Gerassimenko ist offenbar eine Folge von Entwicklungsprozessen, welche die oberen Meter des Himmelskörpers beeinflussen“, schreiben Gianrico Filacchione vom Nationalinstitut für Astrophysik in Rom und seine Kollegen. „Die Bildung einer globalen Schichtung bereits bei der Entstehung des Kometen ist nicht nötig.“ Kometen gelten als „schmutzige Schneebälle“, lockere Zusammenballungen aus gefrorenen, flüchtigen Substanzen, vor allem Wasser, sowie Staub und Gesteinsbrocken. Gleichwohl lieferten Beobachtungen von Kometen bislang kaum Hinweise auf Wassereis an der Oberfläche dieser Himmelskörper. Auch der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko ist, so zeigen die Rosetta-Messungen, nahezu gleichmäßig von einer dunklen, festen Schicht umhüllt, die arm an Wasser, aber reich an organischen Stoffen ist.

Erste Hinweise auf offen zutage tretendes Eis lieferten den Forschern Bilder der Navigationskamera von Rosetta: Sie zeigten mehrere auffällig helle Flecken am Rand der ein mal anderthalb Kilometer großen staubbedeckten Imhotep-Ebene. Diese Regionen nahmen Filacchione und seine Kollegen mit Virtis näher in Augenschein. Virtis ist ein spezielles Spektrometer, das Bilder hoher räumlicher und spektraler Auflösung sowohl im sichtbaren Licht als auch im Infrarotbereich liefert. Im Bereich der hellen Flecken stießen die Wissenschaftler auf für Wassereis charakteristische Absorptionslinien.

Eine genaue Analyse zeigt, dass es zwei Arten von Eis gibt: Zum einen Körnchen im Größenbereich von 33 bis 72 Mikrometer – diese entstehen vermutlich durch die Kondensation von Wasserdampf, der aus dem Inneren des Kometen ins All abgeströmt ist, sich dann aber wieder auf der Oberfläche niedergeschlagen hat. Und zum anderen Eiskörnchen mit Größen von 1,4 bis 2,6 Millimetern. Bei diesen müsse es sich, so die Forscher, um freigelegtes Eis unter der dunklen Oberflächenschicht des Kometen handeln. Dafür spricht die Lage der Fundorte oberhalb von Geröllansammlungen, die auf Erosionen an den steilen Hängen hindeuten.

Filacchione und seine Kollegen vermuten, dass bei Annäherung des Kometen an die Sonne die eindringende Wärmestrahlung unter der Oberfläche zum direkten Phasenübergang von Eis zu Wasserdampf führt, der entstehende Wasserdampf aber zu einem großen Teil unter der Kruste wieder kondensiert und die Eiskörnchen bildet. Etwa 80 Prozent des so verdampften Wassers schaffe es nicht, durch die Kruste nach außen zu dringen und vom Kometen abzuströmen, sondern forme eine mehrere Meter dicke Schicht aus Eispartikeln unter der Oberfläche. Damit haben die Rosetta-Beobachtungen erstmals einen Einblick in die Prozesse geliefert, welche die oberflächennahen Schichten von Kometen formen.