Jüngste Forschungen haben neue Beweise für den Ursprung des interstellaren Kometen 3I/ATLAS erbracht, dem dritten jemals identifizierten Objekt außerhalb des Sonnensystems. Die in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“ veröffentlichte Studie legt nahe, dass es sich bei diesem Himmelskörper um ein „kosmisches Fossil“ handeln könnte, das sich um einen Stern gebildet hat, der viel älter als die Sonne ist und reich an leichten chemischen Elementen ist, die für das frühe Universum charakteristisch sind.
Unter der Leitung von Astronomen der Universität Edinburgh (Schottland) und der Universität Lüttich (Belgien) nutzte die Untersuchung das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte. Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler die Isotopenverhältnisse eines Kometen analysieren, der aus einem anderen Sternensystem stammt, eine Art chemischer „Fingerabdruck“, der die Bedingungen seiner Geburt verrät.
„Sie sind wie Fossilien aus einem Planetenentstehungsprozess, der sehr weit entfernt stattgefunden hat, den wir aber viel näher untersuchen können“, sagte die Astronomin Cyrielle Opitom, die Hauptverantwortliche für die Studie, in einer Erklärung.
Wie 3I/ATLAS zu einem Besucher aus einem anderen Sternensystem wurde
Interstellare Kometen sind aus Eis bestehende Himmelskörper, die sich in der Nähe anderer Sterne bilden und aufgrund von Gravitationswechselwirkungen schließlich aus ihrem Heimatsystem herausgeschleudert werden. Es kommt äußerst selten vor, dass diese Objekte die Bahn des Sonnensystems kreuzen.
3I/ATLAS stellt nach ʻOumuamua, beobachtet im Jahr 2017, und 2I/Borisov, identifiziert im Jahr 2019, das dritte entdeckte Objekt dieser Kategorie dar. Seine Besonderheit liegt in seiner Helligkeit, die ausreichte, um eine eingehende Analyse seiner Konstitution zu ermöglichen.
Die Forscher nutzten das an das VLT gekoppelte UVES-Instrument, um die Anteile zwischen verschiedenen Kohlenstoff- und Stickstoffisotopen in den vom Kometen emittierten Cyanidmolekülen zu quantifizieren. Diese Isotopenbeziehungen dienen als Aufzeichnung der physikalischen Bedingungen während ihrer Entstehung und bleiben in der Regel über Milliarden von Jahren praktisch unverändert.
„Im Gegensatz zu Kometen in unserem Sonnensystem weist dieser interstellare Besucher außergewöhnlich hohe Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotopenverhältnisse auf“, erklärte Aravind Krishnakumar, einer der Co-Autoren der Arbeit.
Es gibt Hinweise darauf, dass der Komet älter sein könnte als das Sonnensystem
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass 3I/ATLAS in den entferntesten Teilen eines Planetensystems entstanden ist, das sich um einen Stern mit geringer Metallizität drehte, ein Begriff, der zur Beschreibung von Himmelskörpern mit wenigen Elementen verwendet wird, die schwerer als Helium sind. Dieses Sternprofil ist typisch für die ersten Generationen des Universums, als es jung und weniger durch Elemente angereichert war, die bei Sternexplosionen entstanden waren.
Wenn diese Annahme zutrifft, wäre der Komet älter als das Sonnensystem selbst. Den Forschern zufolge deuten die Beweise auf ein Objekt hin, das mehr als doppelt so alt ist wie die Sonne und vor etwa 4,6 Milliarden Jahren entstanden ist.
„3I/ATLAS ist eine wirklich aufregende Gelegenheit, die Zusammensetzung eines anderen Planetensystems zu untersuchen, das lange vor der Existenz unserer Sonne und unseres Sonnensystems entstanden ist“, sagte Rosemary Dorsey.
Die Ergebnisse stimmen auch mit einer anderen in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Studie überein, die Beobachtungen des James Webb Space Telescope nutzte. Das Team identifizierte einen ähnlichen Anteil an Kohlenstoffisotopen und einen hohen Anteil an Deuterium, bekannt als schwerer Wasserstoff, und untermauerte damit die These, dass das Objekt aus einer Umgebung stammte, die sich stark von der Umgebung unterscheidet, in der die Kometen des Sonnensystems entstanden sind. Darüber hinaus ergaben Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ungewöhnliche Mengen an deuteriertem Wasser im Kometen, ein weiterer Beweis für seine ursprüngliche Herkunft.
Je weiter sich 3I/ATLAS von der Sonne entfernt, desto geringer wird seine Helligkeit und die Beobachtung wird immer schwieriger. Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass sein Durchgang lediglich den Beginn einer neuen Phase in der Erforschung interstellarer Objekte markiert. Das im Bau befindliche Extremely Large Telescope (ELT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) soll künftig ähnliche Analysen auch an deutlich schwächeren Objekten ermöglichen.
„Das Gebiet der interstellaren Objekte ist noch sehr neu und wir wissen wirklich nicht, was uns erwartet. Jedes Mal, wenn ein neues Objekt entdeckt wird, erleben wir neue Überraschungen“, schloss Opitom.
