Kometensonde Rosetta: Elektronen spalten Kometenmoleküle
Seit rund zehn Monaten hält sich die europäische Kometensonde Rosetta in unmittelbarer Nähe zum Kern des Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko auf und untersucht ihn und sein direktes Umfeld mit ihren elf Instrumenten. Beobachtungen mit dem Ultraviolett-Spektrometer ALICE boten nun eine Überraschung für die Wissenschaftler um Paul D. Feldman von der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland: Die Spektren, die ALICE in großer Nähe zu 67P aufnahm, belegen, dass Elektronen und nicht wie lange Zeit vermutet solare Photonen für die Aufspaltung der vom Kometen ausgestoßenen Moleküle verantwortlich sind. Die dabei entstehenden Ionen sind für den charakteristischen leuchtenden Gasschweif eines Kometen verantwortlich.
Die Reaktionen der Elektronen mit den von 67P ausgestoßenen Gasen, vor allem Wasserdampf (H2O) und Kohlendioxid (CO2), beginnen schon in einem Abstand von nur einem Kilometer zu seiner Kernoberfläche. Die mit den Molekülen reagierenden Elektronen werden durch die energiereiche Strahlung der Sonne erzeugt. Dabei werden die Moleküle von Wasserdampf und Kohlendioxid zunächst einfach ionisiert, und die Elektronen entweichen. Diese wechselwirken dann mit weiteren Wasser- und Kohlendioxidmolekülen. Die Moleküle werden durch den Energieübertrag entweder in ihre einzelnen Atome zerlegt oder bilden Molekülbruchstücke wie OH oder CO. Alle Bruchstücke und Atome befinden sich in angeregten Zuständen und geben ihre überschüssigen Energien hauptsächlich im Ultravioletten ab. Diese Emissionen kann ALICE dann registrieren.
Das Ultraviolett-Spektrometer stellt zudem fest, woher die meisten Gase stammen, die von 67P bei seiner Annäherung an die Sonne freigesetzt werden. Es zeigt sich, dass vor allem der schmale Halsbereich, der die beiden Teilkörper des Kerns miteinander verbindet, am meisten Wasserdampf freisetzt. Dies wird durch die Beobachtungen der Kameras an Bord von Rosetta bestätigt. Die Freisetzung von Wasserdampf erfolgt ohne größere Schwankungen, während die Gehalte von Kohlendioxid zeitlich variabel sind.
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