Mit Blick auf eine mögliche Rückkehrmission in einigen Jahren haben Astronomen der Cornell University gezeigt, wie sich glattes Gelände auf den Oberflächen von Kometen entwickelt. Solche Geländeformen sind gute Landestellen für eine Raumsonde und eignen sich gut für das Sammeln von Bodenproben.
Durch Anwendung von Thermalmodellen auf Daten der Rosetta-Mission, die vor fast zehn Jahren den Kometen 67P/Tschurjumov-Gerassimenko besuchte, zeigten die Forscher, dass die Topografie die Oberflächenaktivität auf Kometen über Strecken von hunderten Metern beeinflusst. Die Studie wurde am 16. August 2022 im Planetary Science Journal veröffentlicht.
„Kometen können eine gleichförmige Oberflächenzusammensetzung aufweisen und dennoch Aktivitäts-Hotspots haben“, sagte der Hauptautor Abhinav S. Jindal, Doktorand der Astronomie und Mitglied der Forschungsgruppe von Alexander Hayes, einem außerordentlichen Professor für Astronomie am College of Arts and Sciences der Cornell University. „Die Topografie lenkt die Aktivität.“
Kometen sind eisige Himmelskörper aus Staub, Gestein, Eis und Gasen aus der Entstehungszeit des Sonnensystems vor etwa 4,6 Milliarden Jahren. Sie entstanden in den äußeren Bereichen des Sonnensystems und haben die bisherige Zeit in dem dunklen Gefrierschrank des Weltraums verbracht, weit entfernt von der Hitze der Sonne.
„Ihre Zusammensetzung hat sich seit ihrer Entstehung nicht verändert, was sie zu ‚Zeitkapseln‘ macht, die primordiales Material aus der Geburtszeit des Sonnensystems enthalten“, sagte Jindal und erklärte, dass diese Himmelskörper Wasser und die Grundbausteine des Lebens auf die junge Erde brachten. „Weil einige dieser Kometen in das innere Sonnensystem gezogen wurden, gibt es Veränderungen auf ihren Oberflächen. Die Wissenschaft versucht die treibenden Prozesse dahinter zu verstehen.“
Wenn sich der Komet 67P wieder zurück in Richtung Sonne bewegt, so wie er es alle 6,45 Jahre tut, beschleunigt er bis zu einem Punkt, der als Perihel bezeichnet wird – der sonnennächste Punkt seiner Umlaufbahn. Dabei erwärmt er sich. Die Rosetta-Mission folgte dem Kometen bei der Umrundung der Sonne und untersuchte seine Aktivität. Bei den glatten Geländeformen wurden die meisten Veränderungen beobachtet, weshalb sie wichtig für Einblicke in die Entwicklung der Oberfläche sind.
Jindal und das Team untersuchten die Entwicklung von 16 topografischen Vertiefungen in der Imhotep-Region, der größten glatten Geländeform auf 67P. Die Messungen wurden zwischen dem 5. Juni 2015 (als die Aktivität erstmals beobachtet wurde) und dem 6. Dezember 2016 vorgenommen (als die letzten großräumigen Veränderungen beobachtet wurden).
Der Komet durchlief einen als Sublimation bekannten Prozess, bei dem Eis durch die Sonnenhitze direkt in den gasförmigen Zustand überging. Die Imhotep-Region auf dem Kometen zeigte ein komplexes Muster aus gleichzeitig erodierenden Strukturen (die steilen Ränder von bogenförmigen Vertiefungen) und Materialablagerungen.
Die Rosetta-Mission der European Space Agency (ESA) startete im März 2004 und war mit der Landefähre Philae ausgestattet. Die Raumsonde verbrachte ihre Zeit mit der Erforschung des Mars und einiger Asteroiden und zehn Jahre nach dem Start erreichte Rosetta den Kometen 67P, um ihn auf seiner Reise um die Sonne zu begleiten. Die kleinere, drohnenähnliche Sonde Philae landete Ende 2014 auf dem Kometen. Ende 2016 ließ man Rosetta absichtlich auf die Oberfläche abstürzen.
Jindal glaubt, dass die Wissenschaft eines Tages zu dem Kometen 67P zurückkehren wird: „Diese Kometen helfen uns bei der Beantwortung der Frage, woher wir stammen.“
Die Studie trägt den Titel „Topographically Influenced Evolution of Large-scale Changes in Comet 67P/ Churyumov–Gerasimenkoʼs Imhotep Region„. Samuel P. D. Birch (Doktorand 2018) und Jason M. Soderblom (Doktorand 2007) vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) wirkten als Co-Autoren an der Studie mit. Hayes und Jindal sind Mitglieder des Carl Sagan Institute der Cornell University. Die studie wurde vom Rosetta Data Analysis Program und der Heising-Simons Foundation unterstützt.
(THK)
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