Das James Webb Space Telescope hat einen weiteren, lange ersehnten wissenschaftlichen Durchbruch erzielt, dieses Mal für Sonnensystemforscher, die den Ursprung des vielen Wassers auf der Erde untersuchen. Mit Webbs NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) haben Astronomen erstmals Gas (insbesondere Wasserdampf) um einen Kometen im Asteroidenhauptgürtel bestätigt. Das spricht dafür, dass Wassereis aus der Frühzeit des Sonnensystems in der Region bewahrt werden kann. Allerdings wirft der erfolgreiche Nachweis von Wasser ein neues Rätsel auf: Im Gegensatz zu anderen Kometen zeigt der Komet 238/P (Read) kein nachweisbares Kohlenstoffdioxid.
„Unsere wasserdurchtränkte Welt sprüht vor Leben und ist soweit wir wissen bislang einmalig im Universum, was eine Art Rätsel ist: Wir sind nicht sicher, wie all das Wasser dorthin gelangte“, sagte Stefanie Milam, stellvertretende Webb-Projektwissenschaftlerin für Planetenforschung und eine Co-Autorin der Studie. „Die Geschichte der Wasserverteilung im Sonnensystem zu verstehen, wird uns helfen, andere Planetensysteme zu verstehen und ob sie auf einem Weg sind, einen erdähnlichen Planeten zu beherbergen“, sagte sie.
Der Komet Read ist ein Hauptgürtelkomet – ein Objekt im Asteroidenhauptgürtel, das aber regelmäßig eine Koma und einen Schweif ausbildet wie ein Komet. Hauptgürtelkometen selbst sind eine recht neue Klassifikation und der Komet Read war einer der drei ursprünglichen Kometen, die für die Erstellung der neuen Kategorie verwendet wurden. Davor ging man davon aus, dass sich Kometen im Kuipergürtel und in der Oortschen Wolke jenseits der Neptun-Umlaufbahn befinden, wo ihr Eis in größerer Entfernung zur Sonne bewahrt werden konnte. Gefrorenes Material, das in Sonnennähe verdampft, verleiht Kometen ihre charakteristische Koma und ihren Schweif, was sie von Asteroiden unterscheidet. Wissenschaftler haben seit langer Zeit spekuliert, dass das Wassereis im wärmeren Asteroidengürtel innerhalb der Jupiter-Umlaufbahn bewahrt werden könnte, aber definitive Beweise waren schwierig – bis Webb.
„In der Vergangenheit habe wir Objekte im Hauptgürtel mit all den Eigenschaften von Kometen gesehen, aber nur mit diesen präzisen Spektraldaten des Webb-Teleskops können wir sagen ‚Ja, es ist definitiv Wasser, das diesen Effekt erzeugt'“, erklärte der Astronom Michael Kelley von der University of Maryland, der Hauptautor der Studie. „Mit Webbs Beobachtungen des Kometen Read können wir jetzt demonstrieren, dass Wassereis aus dem jungen Sonnensystem im Asteroidengürtel bewahrt werden kann.“
Das fehlende Kohlenstoffdioxid war eine größere Überraschung. Normalerweise macht Kohlenstoffdioxid etwa zehn Prozent des flüchtigen Materials in einem Kometen aus, welches leicht durch die Sonnenwärme verdampft werden kann. Das Forschungsteam präsentiert zwei mögliche Erklärungen für das Fehlen des Kohlenstoffdioxids: Eine Möglichkeit ist, dass der Komet Read Kohlenstoffdioxid besaß, als er entstand und es dann aber aufgrund warmer Temperaturen verlor.
„Eine lange Zeit im Asteroidengürtel könnte das tun – Kohlenstoffdioxid verdampft leichter als Wassereis und könnte über Milliarden Jahre hinweg verschwinden“, sagte Kelley. Alternativ könnte der Komet Read in einer besonders warmen Tasche des Sonnensystems entstanden sein, wo kein Kohlenstoffdioxid verfügbar war.
Der nächste Schritt besteht darin, die Forschung jenseits des Kometen Read zu erweitern und zu sehen, wie andere Hauptgürtelkometen im Vergleich dazu aussehen, sagte die Astronomin Heidi Rammel von der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), Leiterin des Guaranteed Time Observations Program für Sonnensystemobjekte und Co-Autorin der Studie. „Diese Objekte im Asteroidengürtel sind klein und schwach und mit Webb können wir endlich sehen, was mit ihnen passiert und einige Schlussfolgerungen ziehen. Fehlt auch anderen Hauptgürtelkometen das Kohlenstoffdioxid? So oder so wird es spannend werden, das herauszufinden“, sagte sie.
Milam stellt sich die Möglichkeiten vor, diese Forschung sogar noch näher an die Heimat zu bringen: „Jetzt, da Webb bestätigt hat, dass Wasser im Asteroidengürtel bewahrt werden kann, wäre es faszinierend, auf diese Entdeckung mit einer Probensammelmission aufzubauen und zu erfahren, was uns die Kometen im Hauptgürtel noch verraten können.“
Die Studie wurde im Journal Nature veröffentlicht.
(THK)
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