Gesundheit: Die Botschaft der Kometenkrümel

Unter Weltraumforschern gibt es viel Aufregung um ein bisschen Staub. Gerade mal eine Prise davon hat die amerikanische Raumsonde „Stardust“ von ihrem Ausflug ins All mitgebracht. Jetzt liegen die Ergebnisse der spektakulären Mission vor. Demnach besteht der Komet Wild 2 nicht allein aus dem Material vom fernen Rand des Sonnensystems, sondern trägt auch mineralische Bestandteile aus dessen heißen Zentrum.

Das berichtet eine Gruppe internationaler Forscher im Journal „Science“ (Band 314, Seite 1708) und bestätigt damit die ersten Analysen. Bislang gingen die Experten davon aus, dass der Geburtsort von Kometen vor 4,6 Milliarden Jahren ausschließlich am Rand unseres Sonnensystems lag, in der kalten Region jenseits von Neptun und Pluto.

Wild 2 umrundet die Sonne einmal in sechseinhalb Jahren, wobei er seinen größten Abstand zur Sonne in der Nähe der Jupiterbahn erreicht.

Die Stardust-Sonde durchflog die Gas- und Staubhülle des Kometen im Januar 2004. Dabei näherte sie sich ihm auf weniger als 300 Kilometer. Stardust hatte eine Art überdimensionale Fliegenklatsche an Bord: eine Gitterkonstruktion aus Aluminium, etwa so groß wie ein Tennisschläger und auch von ähnlicher Form. In den Gitterwaben befand sich ein Schaumstoff namens Aerogel. Ein ganz besonderes Material aus Siliziumoxid, das extrem porös ist und zu mehr als 99 Prozent aus Hohlräumen besteht. Aerogel ist kaum schwerer als Luft – daher sein Name.

Während die Stardust-Sonde durch die Staubfahne des Kometen Wild 2 raste, fuhr sie die „Fliegenklatsche“ aus, damit sich darin Staubkrümel verfangen. Die Mission war erfolgreich, einige Körnchen blieben tatsächlich in dem Aerogel hängen. Mit jener kostbaren Fracht an Bord kehrte die Raumsonde zur Erde zurück und setzte eine kleine Weltraumkapsel aus. Darin: der Staubsammler. Forscher bargen den Container und fanden feinste und allerfeinste Körnchen in dem Aerogel. Zusammengenommen wog die Beute weniger als ein tausendstel Gramm. Doch die Wissenschaftler freuten sich: Sie hatten mit noch weniger gerechnet.

Experten nahmen den Staub genauestens unter die Lupe. Scharen von Forschern rückten den Krümeln mit Mikroskopen, Spektrometern und Chromatografen zu Leibe.

Das Spannende an so einem Kometen-Fitzelchen ist vor allem, dass es von einem sehr alten Himmelskörper stammt. Kometen entstanden vor viereinhalb Milliarden Jahren zusammen mit den Planeten und haben sich seither kaum verändert. Deshalb ist in ihnen der Anfangszustand unseres Sonnensystems eingefroren.

Unser Sonnensystem bildete sich vor langer Zeit aus einer großen, kalten Gas- und Staubwolke. Die Wolke zog sich unter ihrer eigenen Schwerkraft allmählich zusammen, wobei sie sich immer schneller drehte und abflachte. Im Zentrum verdichtete sich das Material und erwärmte sich dadurch. Irgendwann wurden Hitze und Druck so hoch, dass spontan die Kernfusion zündete – die Sonne war geboren. Aus der umgebenden flachen Gas- und Staubscheibe gingen nach und nach die Planeten hervor: innen die erdähnlichen Himmelskörper, außen die Gasriesen. Ziemlich weit draußen in der Scheibe, glauben die Forscher, bildeten sich auch die Kometen.

Deshalb war es eine Überraschung, dass der Staub von Wild 2 Mineralien enthält, die bei hohen Temperaturen nahe der Sonne entstanden sein müssen. Es handelt sich um Stoffe, die bei der Trennung von Gasen und Festkörpern unter großer Hitzeeinwirkung hervorgehen. Alles spricht dafür, „dass sich während der Geburt des Sonnensystems Materialien in der Nähe der Sonne bildeten, die anschließend weit nach draußen befördert und in (die späteren Kometen) eingebaut wurden“, schreibt Don Burnett vom Kalifornischen Institut für Technologie (Caltech). Die Untersuchungen zeigten, dass der Staub von Wild 2 neben diesen Hochtemperatur-Mineralien auch sehr ursprüngliches Material enthält, das noch aus der Zeit vor der Entstehung des Sonnensystems stammt. Der Komet besteht offenkundig aus einem Gemenge uralter und vergleichsweise neuerer Materie. Die Wissenschaftler fragen sich nun: Wie kam es zu jenem Durcheinander?

„Diese Durchmischung muss in den Entstehungstheorien des Sonnensystems berücksichtigt werden“, heißt es in einem der Artikel. Staubpartikel aus der Nähe unseres Zentralsterns wären offensichtlich in die äußeren Regionen des jungen Planetensystems transportiert worden. Dafür gäbe es zwei Möglichkeiten: Entweder kam es zu einer Verquirlung der Gas- und Staubscheibe, die die Sonne einst umgab, oder die Körnchen wurden vom Sonnenwind und von schnellen „Teilchenjets“ nach draußen katapultiert. Welcher dieser Prozesse tatsächlich stattfand, ist unbekannt.

Weitere Messungen zeigten, dass sich die Staubkörnchen von Wild 2 deutlich von dem Material anderer Kometen unterscheiden. Zum Beispiel feuerte die US-Weltraumbehörde Nasa vor anderthalb Jahren ein 370 Kilogramm schweres Geschoss auf den Kometen Tempel 1 ab und untersuchte die Einschlagswolke. Die Partikel darin hatten eine andere Größenverteilung und Zusammensetzung als die Krümel von Wild 2. Auch zum Material des Kometen Halley gibt es Unterschiede. Was das alles zu bedeuten hat, ist noch nicht klar. „Wir haben jetzt sicherlich eine Menge, worüber wir nachdenken müssen“, schreiben die Forscher in „Science“.