28. September 2015

Chu­ryu­mov-Ge­r­asi­men­ko: Rät­sel um Form des "Quiet­sche-En­ten-Ko­me­ten" ge­löst

Weitwinkelaufnahme des Kometen
Weit­win­ke­l­auf­nah­me des Ko­me­ten
Bild 1/3, Credit: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Weitwinkelaufnahme des Kometen

Die­se Weit­win­ke­l­auf­nah­me des Ko­me­ten 67P/Chu­ryu­mov–Ge­r­asi­men­ko hat das OSI­RIS-Ka­me­ra­sys­tem an Bord der Raum­son­de Ro­set­ta am 12. Sep­tem­ber 2014 ge­macht.
Schicht­ar­ti­ge Struk­tu­ren auf Chu­ryu­mov-Ge­r­asi­men­ko
Bild 2/3, Credit: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA; M. Massironi et al (2015).

Schichtartige Strukturen auf Churyumov-Gerasimenko

Das Bild auf der lin­ken Sei­te zeigt die Seth-Re­gi­on auf dem grö­ße­ren der bei­den Tei­le von Chu­ryu­mov-Ge­r­asi­men­ko. Auf der rech­ten Sei­te sind auf dem glei­chen Bild Ter­ras­sen­struk­tu­ren grün ein­ge­färbt so­wie frei­lie­gen­de Schich­ten mit rot ge­stri­chel­ten Li­ni­en mar­kiert. In Rich­tung des Ko­me­ten­hal­ses wer­den die Stu­fen zwi­schen den ein­zel­nen Ter­ras­sen stei­ler. Der Buch­sta­be A im Bild mar­kiert den ur­sprüng­li­chen Lan­de­platz­kan­di­da­ten A für den Lan­der Phil­ae.
De­tail der Seth-Re­gi­on
Bild 3/3, Credit: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA.

Detail der Seth-Region

Die­ses OSI­RIS-Bild wur­de von Ro­set­ta am 22. Sep­tem­ber 2014 aus ei­ner Di­stanz von 28 Ki­lo­me­tern auf­ge­nom­men. Im Vor­der­grund ist ei­ne weit­läu­fi­ge ter­ras­sen­för­mi­ge Struk­tur zu er­ken­nen mit ei­nem tie­fen Trich­ter, der ei­nen Blick auf den in­ne­ren schicht­ar­ti­gen Auf­bau des Ko­me­ten frei­gibt.

Von Gummientengestalt oder gar Quietsche-Entchen war in den Medien die Rede, als die überraschende Form von Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko im Juli 2014 bekannt wurde. Auch die Wissenschaftler waren erstaunt über die außergewöhnliche Gestalt des Himmelskörpers, die die Raumsonde Rosetta offenbarte. "Sehr wahrscheinlich sind zwei Kometen im noch jungen Sonnensystem zusammengestoßen und bildeten den heute sichtbaren Doppelkörper", sagt Dr. Ekkehard Kührt, der die wissenschaftlichen Beteiligungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an der Rosetta-Mission leitet. "Um die gemessene geringe Dichte und die gut erhaltenen Schichtstrukturen beider Kometenteile zu erklären, muss der Zusammenprall bei kleinen Geschwindigkeiten sehr sanft erfolgt sein. Diese Erkenntnis gibt wichtige Hinweise auf den physikalischen Zustand des frühen Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren", berichtet der Kometenforscher als Mitautor einer aktuellen Veröffentlichung im Fachjour­nal Na­ture.

Ursprünglich hatten die Wissenschaftler zwei Theorien im Visier: Sie vermuteten entweder eine Kollision zweier Körper oder eine besonders intensive Erosion an der Stelle, die sich schließlich zum Hals entwickelte. Die Analyse hochaufgelöster Bilder des Kometen von der OSIRIS-Kamera auf Rosetta, die zwischen dem 6. August 2014 und 17. März 2015 entstanden, brachte jetzt die Auflösung des Rätsels.

Ein Komet, zwei Körper

Zunächst hatten die Wissenschaftler auf den Bildern über hundert terrassenförmige Strukturen auf der Kometenoberfläche und parallel verlaufende Schichten ausgemacht, die deutlich an exponierten Klippen, Wänden und Vertiefungen zu sehen waren. Mithilfe eines 3D-Kometenmodells konnten sie anschließend schlussfolgern, in welche Richtung und in welcher Tiefe die einzelnen Schichten verlaufen. Schnell wurde klar, dass die schichtartigen Strukturen auf beiden Kometenhälften zu finden sind, sich dort aber im Detail voneinander unterscheiden. Das führte zu der Einsicht, dass sich die Strukturen nicht auf einem Körper gemeinsam entwickelt haben. Schon frühere Missionen zu den Kometen Tempel-1 und Wild-2 hatten Hinweise auf den schichtartigen Aufbau der Himmelskörper - ähnlich einer Zwiebel - geliefert.

Urmaterie des Sonnensystems

"Kometen gelten als Zeitzeugen der Bildung unseres Planetensystems, da sie sich durch ihre Entstehung in dessen kalten äußeren Regionen und wegen ihrer geringen Größe gut erhalten haben", erläutert Dr. Ekkehard Kührt vom DLR-Institut für Planetenforschung in Berlin. "Unklar war, inwieweit gegenseitige Stöße zur Alterung beigetragen haben. Die Daten der Rosetta-Mission unterstreichen, dass Kometen auch in dieser Hinsicht nur moderat verändert wurden und tatsächlich sehr ursprüngliches Material darstellen." Zudem deutet der ähnliche Aufbau beider Teilkörper darauf hin, dass diese einst in ähnlicher Weise entstanden sind.

Seit August entfernt sich Rosetta gemeinsam mit dem Kometen wieder von der Sonne und wird mit seinen elf Ex­pe­ri­men­ten noch ein weiteres Jahr - bis Ende September 2016 - wissenschaftliche Daten sammeln.

Die Mission

Rosetta ist eine Mission der ESA mit Beiträgen von ihren Mitgliedsstaaten und der NASA. Rosettas Lander Philae wird von einem Konsortium unter der Leitung von DLR, MPS, CNES und ASI beigesteuert.

Die Kamera OSIRIS wurde von einem Konsortium gebaut unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (Deutschland) in Zusammenarbeit mit CISAS, Universität Padova (Italien), dem Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Frankreich), dem Instituto de Astrofísica de Andalucia, CSIC (Spanien), ESAs Scientific Support Office, dem Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (Spanien), der Universidad Politéchnica de Madrid (Spanien), des Department of Physics and Astronomy of Uppsala University (Schweden) und dem Institute of Computer and Network Engineering der TU Braunschweig (Deutschland). OSIRIS wurde finanziell gefördert durch die nationalen Agenturen von Deutschland (DLR), Frankreich (CNES), Italien (ASI), Spanien (MEC) und Schweden (SNSB) sowie dem ESA Technical Directorate.

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