Warum Kometen Sauerstoff in ihrer Koma haben

Ein Chemiker hat für seine Arbeit Halbleiter verwendet, um einem Geheimnis auf die Spur zu kommen, welches den Weltraum-Wissenschaftlern Rätsel aufgab

Warum sollte ein Komet Sauerstoff in seiner Koma haben? Das ist die Frage, welche die Wissenschaftler beunruhigte, als die Raumsonde Rosetta den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko im Jahr 2015 besuchte und dabei eine überraschende Entdeckung machte; die dünne Gashülle des Kometen enthielt tatsächlich molekularen Sauerstoff.

Molekularer Sauerstoff, eine Verbindung von zwei Sauerstoff-Atomen O₂, kommt auf der Erde vor, wo es ein Nebenprodukt des Lebens ist, aber es ist selten im Weltraum zu finden: Sauerstoffatome verbinden sich eher mit Wasserstoff (zu Wasser, H₂O) oder Kohlenstoff (in Form von Kohlendioxid, CO₂).

Das Vorhandensein von O₂ auf dem Kometen hatte etwas von einem Mysterium, aber die Antwort kam von einer überraschenden Quelle: Konstantinos P. Giapis, ein Professor für Chemieingenieurwesen am Caltech, dessen Arbeit Kollisionen von Hochgeschwindigkeits-Ionen auf Halbleiteroberflächen betrifft, die vor allem in der Computer-Chip-Herstellung Anwendung finden, meinte „was ich seit Jahren studiere, passiert genau auf diesem Kometen.“

Giapis und Yunxi Xao simulierten im Labor die Bedingungen auf dem Kometen und veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Experimente jetzt in einen Artikel im Nature Communications. Wenn Wassermoleküle unter der Erwärmung durch die Sonne vom Kometen wegfliegen werden die Moleküle durch die Sonnenstrahlung ionisiert (in ihre Atome aufgeteilt). Der Sonnenwind bläst die Teilchen zurück auf die Oberfläche des Kometen. Giapis und Yunxi Xao zeigten nun, dass, wenn Wassermoleküle auf einer Oberfläche aufprallen die Sauerstoff enthält, der in Materialien wie Rost und Sand gebunden ist, nehmen die Moleküle ein anderes Sauerstoffatom von der Oberfläche auf und so entsteht O₂ .

Dieses Ergebnis kann die Erforschung von Planeten jenseits unseres Sonnensystems beeinflussen. Bisher galt die Anwesenheit von molekularem Sauerstoff als ein guter Indikator für die wahrscheinliche Anwesenheit von Leben, aber diese Ansicht kann sich jetzt ändern.

Link: Dynamic molecular oxygen production in cometary comae (Yunxi Yao & Konstantinos P. Giapis)


9. Mai 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte