Kometen: Geheimnisvolle Besucher unseres Sonnensystems

Komet

Wenn wir an Kometen denken, haben wir meist das Bild einer glühenden Kugel mit langem Schweif vor Augen.

Die Älteren unter uns erinnern sich vielleicht noch an den Halleyschen Kometen, der 1986 so nah an der Erde vorbeiflog, dass man ihn mit bloßem Auge beobachten konnte. Leider werden die meisten Menschen dieses Phänomen nur einmal erleben, da er als periodischer Komet im Mittel nur alle 76 Jahre so nah an der Erde vorbeirauscht.

Wir wissen noch wenig über die langen Reiserouten und die riesige Anzahl der Kometen in unserem Kosmos, denn wir können sie nur sehen, wenn sie sich unserem Planeten nähern.

Kometen in der Geschichte

Geschichtlich gesehen haben die Menschen Kometen schon in frühester Zeit fasziniert, aber sie beobachteten sie auch mit großer Furcht und Aberglauben. 

In der Antike hat man das plötzliche und unregelmäßige Auftauchen der Kometen als böses Omen verstanden, sie galten als Ankündiger oder Verursacher nachfolgender Katastrophen. So wurden zum Beispiel Erdbeben, Kriege und Vulkanausbrüche im Zusammenhang mit dem Erscheinen dieser gewaltigen atmosphärischen Erscheinungen betrachtet.

Wie entsteht der Kometenschweif?

Komet und Sonne

Wenn wir Kometen sehen, liegt das an ihrem geheimnisvollen, langen Schweif.

Dieses faszinierende Phänomen entsteht, wenn sich ein Komet der Sonne nähert. Dann erhitzt sich das gefrorene Gas in seinem Kern. Der zunehmende Druck bewirkt, dass es nach außen entweicht. Jede Sekunde entrinnen dann ins All etliche Tonnen von Gas sowie Eis und Staubpartikel. Diese abgestoßene Materie bildet den glitzernden, prachtvollen Schweif.

Die Ursache für den Schweif ist die Sonne.

Denn von ihr gehen große Mengen ultravioletter Strahlung aus und der sogenannte Sonnenwind, ein Strom von Elektronen und Protonen, der weit in den Kosmos vordringt. Sonnenwind und ultraviolette Strahlung erzeugen den Kometenschweif.

Wenn ultraviolette Strahlen auf das Gas um den Kometenkern treffen, entsteht ein blau leuchtendes Plasma. Der Solarwind zerrt an der blauen Plasmasphäre und zieht sie in die Länge. So entsteht der von den Wissenschaftlern sogenannte Plasmaschweif.

Dieses Phänomen macht die an der Erde vorbeifliegenden Kometen noch eindrucksvoller. Der prächtige Schweif, den sie hinter sich herziehen, kann Millionen Kilometer lang sein. Aber mit jeder Annäherung an die Sonne verliert der Komet an Materie bis er schließlich nicht mehr existiert.

Vielleicht haben Sie vor Kurzem ja einen Kometen gesehen und Lust auf die Beobachtung von astronomischen Objekten bekommen. In diesem Fall werfen Sie einen Blick auf unsere Tipps für die Beobachtung.

Kometen: Zusammensetzung

Rosetta mission zum komet
Künstlerische Darstellung von Rosetta

In seinem Anfangsstadium hat ein Komet weder einen Schweif noch eine Kruste. Wenn er sich der Sonne nähert, verdampft durch die zunehmende Hitze das Eis auf seiner Oberfläche. So kommt die darunter liegende dunkle Staubschicht zum Vorschein. Sie ist nur eine dünne Hülle, die den vereisten Kometenkern ummantelt. 

Im Inneren des Kometen befindet sich der Kern mit seiner matt-schwarzen Kruste, die nur 4 % des Lichtes reflektiert. Dieser Kern ist gefüllt mit Eis und Gestein aus den Kindertagen unseres Kosmos, es stammt aus der Frühzeit des Sonnensystems. 

Die moderne Kometenforschung hat seit dem frühen 19. Jahrhundert Erklärungen für die Beschaffenheit und Umlaufbahnen der Kometen gesucht. Aber erst durch die zahlreichen Raumfahrtmissionen seit den 1980er Jahren ist die Wissenschaft enorm vorangekommen.

Die NASA schickte 2005 eine Deep Impact Sonde zum Kometen Tempel 1, der die Sonne mit einer Periode von 5 Jahren umkreist und sich der Erde bis auf 133 Millionen Kilometer nähert. Die ESA startete mit der Sonde Rosetta 2004 die Erforschung des Kometen Tschurjumow-Gerassimenko, den sie 2014 erreichte. 

Mit ihrem Lander Philae ist sie die erste Sonde, die auf einem Kometen aufgesetzt hat. Ein wichtiges Ziel dieser Mission war die Frage, ob Kometen eine bedeutende Rolle für die Entstehung des Lebens auf der Erde gespielt haben könnten, insbesondere ob sie organische Moleküle und Wasser zur Erde gebracht haben.

Woher kommen Kometen?

Im Jahre 2000 sammelte die Stardust Sonde Staub vom Schweif eines Planeten und brachte die Proben 6 Jahre später zur Erde. Der eingefangene Kometenstaub enthielt unter anderem auch Proben, die von weit außerhalb unseres Planeten stammen

Früher glaubte man, dass sich Kometen in den äußeren Regionen unseres Sonnensystems bilden. Aber die chemische Analyse des kosmischen Staubs erschütterte diese Theorie. Die Mineralien, die in den Analysen gefundenen wurden, bestanden aus einem Material, das sich nur aus einer Umgebungstemperatur von über 1.000 Grad bilden kann, das heißt also in der Nähe der Sonne. 

Kometen formen sich daher in den inneren Regionen des Sonnensystems und nicht, wie ursprünglich angenommen, in den Randgebieten, in denen sie heute zu finden sind.

Heute kreisen Kometen hauptsächlich in zwei Regionen des Sonnensystems:

  • Einige stammen aus einem Bereich gleich hinter dem Neptun, aus dem Kuipergürtel. Es ist ein riesiger Ring, in dem viele kleine und große Objekte kreisen. 
  • Noch tausendmal weiter weg, fast ein Lichtjahr entfernt, befinden sich gigantische Schwärme von weiteren Kometen. Sie bilden die Oortsche Wolke mit gewaltigen Dimensionen. Die Oortsche Wolke gleicht einer kosmischen Schneekugel, in der nach Schätzungen der Wissenschaftler einige Billionen der „vereisten Schmutzbälle“, wie Kometen auch genannt werden, herumwirbeln.

Wie kommen nun aber die Objekte, die sich in Sonnennähe bildeten, in die Billionen Kilometer entfernte Oortsche Wolke? Gehen wir einmal 4,6 Mrd. Jahre zurück zu der rotierenden Wolke aus Staub und Gas, aus der unser Sonnensystem bestand. In diesem schöpferischen Chaos bildete sich auch der Riesenplanet Jupiter.

Die enorme Gravitation Jupiters zwang einige Brocken, die nicht zu Planeten angewachsen waren, in Umlaufbahnen. Der Rest wurde in die Tiefen des Raums katapultiert. Diese Brocken verbanden sich mit gefrorenen Gasen und Eis. Das sind die Kometen, die sich heute in der Oortschen Wolke befinden.

jupiter

Kometen: Brachten sie das Wasser für die Erde?

Den Astronomen ist bewusst, dass ihr Wissen über Kometen noch begrenzt ist. 

Heute glauben Wissenschaftler, dass Kometen unseren Planeten mitgestaltet haben. Könnten sie die Ursache dafür sein, dass es so viel Wasser auf der Erde gibt? 

70 % der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt. Damit ist unser Planet im Sonnensystem einzigartig. Wir sind gerade in der richtigen Entfernung zur Sonne: Eine geringere Entfernung würde das Wasser verdunsten und eine größere würde es gefrieren lassen. Unser Planet aber ist genau in der richtigen Entfernung zur Sonne, um flüssiges Wasser zu haben, das noch Milliarden von Jahren hier bleiben wird. 

Aber woher kamen die Ozeane der Erde? Kometen befördern eine wertvolle Fracht. Die dunkle sonnengehärtete Kruste umhüllt Gestein und gefrorenes Gas. Doch der größte Teil des Kometenkerns ist Wassereis. Kometen können einige Hundert Milliarden Liter von dem lebensnotwendigen Nass enthalten. 

Haben die Schweifsterne zunächst Wasser auf die Erde gebracht? Um diese Frage zu beantworten, müssten die Wissenschaftler Wasser finden, das aus der Zeit der Entstehung unseres Planeten stammt. 

Eine Wissenschaftlerin hat nachgewiesen, dass auf einer Insel in Schottland in Basaltsäulen aus erkaltetem Lava Wasser eingeschlossen ist, das aus der Entstehungszeit der Erde stammt. Die in dem Stein eingeschlossenen Kristalle wurden im Labor analysiert. 

Inzwischen war man in der Lage, die chemischen Signaturen des im Basaltgestein eingeschlossenen Wassers mit der von vorbeifliegenden Kometen abzugleichen. Die Mischung der chemischen Signatur von Wasser aus der Entstehungszeit der Erde und der Signatur des Kometenwassers entspricht der unseres Meerwassers. Ein Teil davon muss also von Kometen stammen. 

Vor 4 Mrd. Jahren, in einer Periode, die das große Bombardement genannt wird, schlug eine große Zahl von Kometen auf der Erde ein. Sie explodierten auf der Oberfläche und das in ihnen enthaltene Wasser stieg in riesigen Dampffontänen auf. Aus dem Wasserdampf bildete sich eine Schicht von Gewitterwolken, die sich über Millionen von Jahren abregnete. Das Kometenwasser mischte sich mit dem Wasser, das bereits auf der Erde war. Es ist noch heute ein Teil der Flüsse, Seen und Meere unseres Planeten.

Kometen: Wasserversorgung anderer Planeten möglich?

Aber könnten die kosmischen Wasserträger nicht auch andere Himmelskörper mit Wasser versorgt haben? 

Dazu finden sich auf Merkur entsprechende Hinweise. Bei den hohen Temperaturen, wie sie auf der Tagseite des sonnennächsten Planeten herrschen, würde man eigentlich kein Wasser vermuten. Aber einige Regionen in der Nähe seiner Pole liegen immer im Schatten. Dort gibt es Krater, die vielleicht durch Kometeneinschläge verursacht wurden. Tief in ihrem Inneren überdeckt eine dunkle Staubschicht einige Hundert Milliarden Tonnen gefrorenes Wasser. 

Kometen können also kosmische Wasserlieferanten sein.

Brachten Kometen das Leben auf die Erde?

Komet mit blauem Schweif

Tragen Kometen eine noch wertvollere Fracht in sich? Zu Beginn war die Erde ein heißer toter Felsbrocken. Aber heute gibt es unzählig viele Lebensformen. Wie kamen die Grundbausteine des Lebens auf die Erde? Die Antwort findet sich wieder unter der leuchtenden Kometenhülle.

Der Kern eines Kometen beinhaltet wichtige chemische Elemente: Ammoniak, Methan und Kohlenstoffdioxid in gefrorener Form: Moleküle, aus denen sich Aminosäuren bilden können, die Grundbausteine des Lebens. Aber können Aminosäuren in einem Kometen entstehen, der durch das eisige Vakuum des Alls fliegt? 

Wissenschaftler der NASA versuchten, diese Fragen zu beantworten. Sie erschufen dazu einen künstlichen Kometen. Sie wollten wissen, ob Aminosäuren, die entscheidend für das Leben sind, unter den im Kosmos herrschenden Bedingungen entstehen können. Dazu waren unter anderem extrem niedrige Temperaturen (etwa -260°), ein Gasgemisch und das Vakuum notwendig. 

Durch das Experiment konnte nachgewiesen werden, dass sich Aminosäuren bildeten und damit wurde bewiesen, dass sich die Bausteine des Lebens selbst weit draußen bilden können.

Die Wissenschaft geht also davon aus, dass die Kometen die Bausteine des Lebens auf die Erde gebracht haben. Dabei war die Feststellung wichtig, dass die Aminosäuren in der Lage sind, die Zerstörungskraft eines Kometeneinschlages zu überstehen. Die Einschläge könnten eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Leben gespielt haben. Vielleicht sind die Aminosäuren dabei zu Proteinen verschmolzen. Die komplexen Moleküle können solche Kollisionen überleben. Und organische Moleküle können durch Hitze in noch komplexere Moleküle verwandelt werden. 

Damit könnten Kometen den Samen des Lebens auf den Planeten bringen.

Leben auf anderen Planeten durch Kometeneinschläge

Gibt es Leben auf anderen Planeten? In unserem Sonnensystem gibt es Billionen Kometen. Wenn jeder von ihnen die Samen des Lebens verteilen kann, sind wir vielleicht nicht allein.

Wenn Kometen diese organischen Stoffe hierher gebracht haben, kann das woanders im Sonnensystem ja auch passiert sein. Das könnte nicht nur für Regionen innerhalb unseres Sonnensystems gelten.

60 Lichtjahre von der Sonne entfernt, weit hinter dem Kuipergürtel und der Oortschen Wolke, haben Astronomen ein gewaltiges Band aus Kometenstaub entdeckt, das den jungen Stern Eta Corvi umgibt. Dieser Staub könnte ein Zeichen dafür sein, dass die Planeten, die den Stern umkreisen, von Kometen bombardiert werden. Vielleicht verteilen sie in diesem Moment die Samen des Lebens in dieser weit entfernten Welt.

Möglicherweise sind die Kometen nicht nur die Überbringer der Grundbausteine des Lebens. Vielleicht verteilen sie sogar lebende Organismen.

Um die Frage zu klären, ob die fragilen Lebensformen wirklich den Einschlag auf einem Planeten überstehen können, wurde in England mit Plankton experimentiert. Das sind Organismen, die schon seit Milliarden von Jahren auf der Erde leben. Es wurde ein Aufprall mit 20.000 Stundenkilometern erzeugt. Das Plankton hat nicht nur überlebt, es hat auch nach drei Tagen angefangen, sich zu vermehren. Das Experiment lässt vermuten, dass primäre Lebensformen einen Kometeneinschlag überleben können.

Kometen können demnach Leben und Wasser auf die Planeten bringen, aber sie können sie auch zerstören. Sie sind Reisende von der Frühzeit unseres Sonnensystems. Ohne Kometen würde die Welt anders aussehen. Unsere Erde wäre nicht von einer so großen Artenvielfalt bevölkert und wir Menschen würden nicht existieren.

© AstronomieFans
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