Der Dampf von Rosettas Kometen enthält dreimal so viel mit Deuterium angereichertes Wasser (schweres Wasser) wie das Wasser auf der Erde.
Die Nachtseite des Kometen 67P mit einem sichtbaren Dampfstrahl. Lesen Sie mehr über dieses Bild über Andrew R. Brown
In einer der faszinierendsten Ankündigungen der aufregendsten Weltraummission 2014 - der ESA-Mission Rosetta zum Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko - sagten Forscher diese Woche (10. Dezember), dass der Wasserdampf des Kometen Rosetta sich sehr vom irdischen Wasser unterscheidet. Sehr anders. Der Wasserdampf von Rosettas Kometen scheint dreimal so viel mit Deuterium angereichertes Wasser (schweres Wasser) zu enthalten wie das Wasser auf der Erde. Diese Entdeckung legt nahe, dass das Wasser in den Ozeanen der Erde nicht von Kometen stammt. Kam es stattdessen von Asteroiden?
Warum kann die Erde nicht einfach mit ihrem Wasser geboren worden sein? Modelle des frühen Sonnensystems legen nahe, dass die Erde kurz nach ihrer Entstehung vor 4,6 Milliarden Jahren extrem heiß war. Auf einer geschmolzenen Erde wäre das Wasser abgekocht.
Aus diesem Grund hat sich in den letzten Jahrzehnten die Idee durchgesetzt, dass das Wasser der Erde zu Beginn der Geschichte unseres Planeten aus dem Weltraum, insbesondere von Kometen, stammt.
Wissenschaftler untersuchen ein bekanntes Verhältnis zwischen gewöhnlichem und schwerem Wasser in den Ozeanen der Erde, um Hinweise auf den Ursprung des Wassers der Erde zu erhalten. Von 10.000 Wassermolekülen auf der Erde sind drei schweres Wasser Moleküle. Schweres Wasser ist ähnlich wie gewöhnliches Wasser (zwei Wasserstoffatome und eines von Sauerstoff), außer dass in schwerem Wasser ein Wasserstoffatom durch ersetzt wird Deuterium (Wasserstoff, mit einem zusätzlichen Neutron im Kern).
Kometen enthalten primitives Material, das von den Tagen übrig geblieben ist, in denen sich unser Sonnensystem gebildet hat. Wenn wir also das Wasser in Kometen analysieren und mit dem Wasser der Erde vergleichen, sollten wir feststellen, ob das Wasser der Erde aus Kometen stammt. Natürlich ist es nicht so einfach, wie es sich anhört. Theoretische Simulationen zeigen, dass sich das Deuterium / Wasserstoff-Verhältnis in den ersten Millionen Jahren mit der Entfernung von der Sonne und der Zeit ändern sollte. Kometen können in verschiedenen Teilen des Sonnensystems gefunden werden und bleiben nicht in ihren Bahnen. Beispielsweise wird angenommen, dass sich Kometen aus der Oortschen Wolke am Rande unseres Sonnensystems ursprünglich in der Uranus-Neptun-Region gebildet haben.
Die Messung des Verhältnisses in Kometen ist jedoch ein entscheidender Schlüssel, um die Theorie der kometären Ursprünge für das Wasser der Erde zu beweisen oder zu widerlegen.
Bisher haben Astronomen das Deuterium / Wasserstoff-Verhältnis von 11 Kometen gemessen. Nur einer, Comet 103P / Hartley 2, hat ein Deuterium / Wasserstoff-Verhältnis, das der Zusammensetzung des Wassers auf der Erde entspricht. Die anderen gemessenen Kometen zeigen einen weiten Wertebereich.
Das Deuterium / Wasserstoff-Verhältnis für Rosettas Kometen ist mehr als dreimal höher als für die Ozeane der Erde und für den Kometen Hartley 2. Es ist sogar höher als das für jeden Oort-Wolken-Kometen.Diese Messung stammte von einem Instrument an Bord von Rosetta namens ROSINA (Rosetta-Orbiter-Spektrometer für Ionen- und Neutralanalyse) im Monat nach dem Eintreffen des Raumfahrzeugs am 6. August 2014. Die ESA gab den Befund in dieser Woche bekannt, da das erste Papier von der Rosetta-Mission veröffentlicht wurde , mit diesem Ergebnis, erschien am 10. Dezember in der Zeitschrift Wissenschaft.
Unterdessen entsprechen Meteoriten, die im Asteroidengürtel unseres Sonnensystems - zwischen Mars und Jupiter - entstehen, der Zusammensetzung des Wassers auf der Erde. Asteroiden haben einen geringeren Wassergehalt als Kometen, aber Einschläge durch eine große Anzahl von Asteroiden könnten der Erde ihre Ozeane verliehen haben.
Kathrin Altwegg ist Principal Investigator für das ROSINA - Instrument und Hauptautorin des Papiers, das diese Ergebnisse in dieser Woche im Jahr 2005 berichtet Wissenschaft. Sie sagte:
Unsere Entdeckung schließt auch die Idee aus, dass die Kometen der Jupiter-Familie ausschließlich erdozeanisches Wasser enthalten, und fügt Modellen Gewicht zu, bei denen Asteroiden als Hauptlieferungsmechanismus für die Ozeane der Erde eine größere Rolle spielen.
Können Sie glauben, dass Kometen so aussehen? Zu diesem Mosaik wurden vier einzelne NAVCAM-Bilder kombiniert. Sie wurden am 20. November 2014 aus etwa 30 km Entfernung vom Zentrum des Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko aufgenommen. Bild via ESA
Fazit: Der Dampf von Rosettas Kometen enthält dreimal so viel mit Deuterium angereichertes Wasser (schweres Wasser) wie das Wasser auf der Erde.