James Webb entdeckt zum ersten Mal Methan auf dem interstellaren Kometen 3I/ATLAS

Auch wenn sich der interstellare Komet 3I/ATLAS bereits auf seinem endgültigen Austrittsweg aus dem Sonnensystem befindet, sorgt er weiterhin für Überraschungen für Astronomen. Eine in The Astrophysical Journal Letters veröffentlichte Studie weist auf die Freisetzung von Methan durch das Objekt hin, was den ersten Nachweis dieses Gases bei einem Besucher aus einer anderen Region der Milchstraße darstellt.

Die Entdeckung gewinnt noch mehr an Bedeutung, da der Anteil von Methan im Verhältnis zu Wasser den bei Kometen aus dem Sonnensystem beobachteten Wert übersteigt. Der Befund bestärkt die Hypothese, dass 3I/ATLAS in einer Umgebung entstanden ist, die sich von derjenigen unterscheidet, die für die Entstehung der Himmelskörper verantwortlich ist, die die Sonne umgeben.

Die Beobachtungen fanden zwischen dem 15. und 16. Dezember 2025 mit dem James Webb Space Telescope (JWST) der NASA unter Verwendung des Mid-Infrared Instrument (MIRI) statt. Zu diesem Zeitpunkt befand sich 3I/ATLAS etwa 330 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt, nachdem es der Sonne fast zwei Monate zuvor am nächsten gekommen war.

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Ein Teil der Beobachtungskampagne war mit technischen Schwierigkeiten verbunden und musste am 27. Dezember wiederholt werden. In dieser neuen Sitzung war der Komet bereits fast 380 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Der Rückschlag kam letztendlich den Forschern zugute, da er einen Vergleich der Aktivität des Objekts in verschiedenen Phasen seines Durchgangs ermöglichte.

Die Annäherung an die Sonne führte zu einer Überhitzung der Oberfläche von 3I/ATLAS

Beim Erreichen des Perihels, dem sonnennächsten Punkt auf seiner Flugbahn, kam es zu einer starken Erwärmung der Oberfläche des Kometen. Dieser Prozess erhöhte die Freisetzung von Gasen und gefrorenen Partikeln, die in seinem Kern gespeichert waren.

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Bei ersten Messungen registrierte James Webb, dass große Mengen Wasserdampf aus der Koma, der den Kern umgebenden Gas- und Staubwolke, austraten. Das Phänomen tritt auf, wenn sich Eis erwärmt und direkt vom festen in den gasförmigen Zustand übergeht.

Tage später beobachteten Wissenschaftler, wie es in einer Stellungnahme heißt, eine deutliche Veränderung. Die Wasserdampfproduktion ging stark zurück, was darauf hindeutet, dass die Wirkung der Solarheizung nachlässt. Der Komet hatte bereits die Schneegrenze überschritten, eine Zone, in der die Temperaturen es ermöglichen, dass das Wasser gefroren bleibt.

Während die Wasseremissionen zurückgingen, wurden weiterhin andere Gase freigesetzt. Den Forschern zufolge sublimieren Verbindungen wie Kohlendioxid und Methan bei niedrigeren Temperaturen und bleiben auch dann aktiv, wenn sich das Objekt von der Sonne entfernt.

Zusätzlich zu Methan entdeckte das JWST Kohlendioxid und Nickeldampf. Die Daten bestätigten frühere Beobachtungen, die bereits auf eine ungewöhnliche Kohlendioxidmenge im Vergleich zu Wasser im Kometen hindeuteten.

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Die große Neuigkeit war jedoch die Identifizierung von Methan. Obwohl das Gas im Universum häufig vorkommt, wurde es in den beiden vorherigen interstellaren Objekten, die das Sonnensystem durchquerten – dem Asteroiden 1I/’Oumuamua, der 2017 gesehen wurde, und dem Kometen 2I/Borisov, der 2019 entdeckt wurde – nie nachgewiesen.

Der Aspekt, der die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler am meisten auf sich zog, war, dass Methan erst auftauchte, nachdem es den sonnennächsten Punkt passiert hatte. Die Haupterklärung deutet darauf hin, dass das Gas in tiefen Schichten des Kerns verborgen blieb. Die Hitze der Annäherung brauchte Zeit, um in das Innere einzudringen, diese Regionen zu erhitzen und das Methan erst später freizusetzen.

Forscher schätzen, dass die Oberflächenschichten des Kometen vor Milliarden von Jahren einen Großteil seines Methans verloren haben. Bevor das Objekt in den interstellaren Raum geschleudert wurde, wurde es in seinem Ursprungssystem erhitzt, wodurch die äußersten Ablagerungen dieses Gases beseitigt wurden.

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Comet enthält 40-mal mehr Methan als Kohlenstoff

Wissenschaftler stellten außerdem fest, dass mit steigenden Methanemissionen auch die Kohlenmonoxidemissionen im gleichen Verhältnis zunahmen. Im Dezember setzte der Komet etwa 40-mal mehr Kohlenmonoxid als Kohlendioxid frei.

Die Analysen ergaben, dass sowohl Methan als auch Kohlendioxid in hohen Anteilen im Wasser vorkommen. Auch wenn dies nach Maßstäben des Sonnensystems ungewöhnlich ist, könnte dies typisch für die Region sein, in der sich 3I/ATLAS gebildet hat.

Das Alter des interstellaren Besuchers wird auf etwa 12 Milliarden Jahre geschätzt. Wenn sich die Schätzung bestätigt, ist sie mit 4,6 Milliarden Jahren viel älter als das Sonnensystem und speichert Daten über eine entfernte Phase in der Geschichte der Galaxie.

Interstellare Objekte wecken das Interesse der Wissenschaft, weil sie als Zeitkapseln entfernter Planetensysteme fungieren. Sie ermöglichen es Astronomen, Umgebungen zu untersuchen, die mit anderen Mitteln nicht untersucht werden könnten.

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Die in 3I/ATLAS festgestellten atypischen Anteile von Methan, Kohlendioxid und Wasser bestätigen, dass es unter anderen Bedingungen entstanden ist als denen, unter denen die Kometen des Sonnensystems entstanden sind. Diese Variationen tragen zum Verständnis der Vielfalt der Planetensysteme in der Milchstraße bei.