Kollaps Sterbender Komet lässt Astronomen rätseln
Das Ende war gewaltig: Kurz bevor der Komet C/1999 S4 im Juni 2000 den sonnennächsten Punkt seiner Umlaufbahn erreichen konnte, brach er urplötzlich auseinander. Das Weltraumteleskop Hubble, das die Spur des Kometen verfolgte, konnte Tausende von Bruchteilen entdecken - manche nicht viel größer als ein Staubkorn, andere mit den Ausmaßen eines Fußballfeldes.
Doch das, was die Astronomen nicht sehen konnten, hat sie am meisten verblüfft: Zwar konnte Hubble eine rund 100.000 Kilometer lange Staubspur und 16 große Fragmente mit einem Durchmesser von bis zu 100 Meter entdecken, doch die beobachtete Materie addierte sich nicht zur einstigen Masse des Himmelskörpers.
"Die Masse des ursprünglichen Kometenkerns lag wahrscheinlich bei 300 Milliarden Kilogramm", sagt Hal Weaver von der Johns Hopkins University in Baltimore. "Doch die großen Bruchstücke bringen es gerade einmal auf drei Milliarden Kilogramm, und der Staubschweif zusammen schafft es lediglich auf 0,3 Milliarden Kilogramm." Damit liegt das Gewicht nach dem Zusammenbruch um einen Faktor 100 unter der Ursprungsmasse des Kometen.
Und der Rest? Möglicherweise, so berichtet Weaver in der aktuellen Ausgabe der US-Fachzeitschrift "Science", haben die meisten Kometentrümmer eine Größenordnung, die von herkömmlichen Teleskopen nicht abgebildet werden kann. Während Staubteilchen bis zu einigen Millimetern Größe wie ein Schleier das Licht reflektieren und große Brocken ab 50 Meter Durchmesser als eigenständige Objekte sichtbar sind, hebt sich der Rest optisch kaum vom Dunkel des Alls ab.
Wenn allerdings mittelgroße Fragmente existieren, würde das die derzeitige Theorie vom Aufbau eines Kometen erschüttern. Kometen, Zusammenballungen aus dem bei der Geburt des Sonnensystems übrig gebliebenen Müll, setzen sich wahrscheinlich aus festem Gestein und gefrorenen Gasen zusammen - zusammengehalten von der Schwerkraft. Von Bausteinen, deren Größe zwischen der von kleinen Steinen und ausgewachsenen Mehrfamilienhäusern schwankt, war bislang allerdings nicht die Rede.
Zudem dürfte der sterbende Komet überwiegend aus Meteoriten-ähnlichem Material und nur zu einem kleinen Teil aus Schnee bestanden haben. Der Begriff des "dreckigen Schneeballs", bereits 1950 vom Kometenforscher Fred Whipple vorgeschlagen und seitdem immer wieder als Synonym für Kometen verwendet, könnte ins Wanken kommen. Vielleicht sind die Himmelskörper ja doch eher "verschneite Dreckbälle"?
Plötzliches Ableben
Auch die Todesursache von C/1999 S4 gibt den Forschern Rätsel auf. "Wir wissen noch immer nicht, was das plötzlichen Ableben ausgelöst hat", räumt Weaver ein. "Aber wir wissen, dass Kohlenmonoxid höchstwahrscheinlich nicht daran beteiligt war."
Ein schwacher Trost. Kohlenmonoxid - ein Gas, das bei Temperaturerhöhung direkt vom festen in den gasförmigen Zustand übergehen kann - wird von vielen Astronomen als einer der Hauptgründe für das plötzliche Auseinanderbrechen von Kometen angesehen. Wenn sich die staubigen Himmelskörper der Sonne nähern, kann durch die Ausdehnung des Gases ein derart großer Druck im Innern eines Kometen entstehen, dass sich dieser in seine Einzelteile auflöst.
Nicht so bei "Linear", wie der Komet C/1999 S4 auch genannt wird. Untersuchungen mit dem Spektrografen des Hubble-Teleskops zeigten, dass der Kohlenmonoxid-Gehalt von Linear rund 50-mal kleiner war als der von Kometen wie "Hale-Bopp" oder "Hyakutake" - in Weavers Augen ein "großes Problem" für alle Versuche, die "Linears" Ende mit Kohlenmonoxid erklären wollen.
Doch der mysteriöse Himmelskörper lässt seine Beobachter noch lange nicht verzweifeln - schließlich liefert er auch neue Erkenntnisse. So ist "Linear" der erste Komet, dessen Wasseranteil aus derselben Isotopenmischung zusammengesetzt ist wie das Wasser auf den Blauen Planeten.
Die Theorie, dass Wasser und die molekularen Grundbausteine eines Tages durch Kometen auf die Erde kamen, wird unter Astronomen seit langem diskutiert. "Zum ersten Mal haben wir einen Kometen gesehen, der genau die richtige Zusammensetzung für diese Aufgabe hat", sagt Michael Mumma vom Goddard Space Flight Center der Nasa.
Mumma, der seine Forschungsergebnisse ebenfalls in der aktuellen "Science"-Ausgabe veröffentlicht hat, beobachtete den Kometen kurz vor dessen Tod im infraroten Bereich. Dabei habe sich gezeigt, dass das Verhältnis von normalen zu schwerem Wasser, dem so genanntem Deuterium, den Gegebenheiten in den irdischen Ozeanen entspreche. Dies könnte laut Mumma darauf hindeuten, dass Linear in der Nähe der Jupiterbahn entstanden ist - Erkenntnisse, die sich mit den Vermutungen anderer Astronomen decken.
Blick zurück ins All
Der Komet C/1999 S4, vor rund 4,6 Milliarden Jahren geformt, wird die Astronomen sicher noch eine Zeit lang beschäftigen. Schließlich wurden bei seinem Kollaps genau die Bausteine sichtbar, die in den Jugendjahren des Sonnensystems zu seiner Entstehung beigetragen haben. Weaver spricht von neuen Einblicken in die "Bedingungen während der Geburt unseres Sonnensystems". Ein sterbender Komet als galaktische Zeitmaschine.
"Letztlich bleiben eine ganze Menge Punkte, die reichlich verwirrend sind", sagt Weaver. Und fügt ohne Umschweife hinzu: "Doch für Wissenschaftler ist 'verwirrend' gleichbedeutend mit 'interessant'".
