Älter als die Sonne: Astronomen finden neue Hinweise auf den Ursprung des interstellaren Kometen 3I/ATLAS

Durch die Messung spezifischer chemischer Fingerabdrücke – die ersten Beobachtungen dieser Art bei einem Kometen, der sich außerhalb des Sonnensystems gebildet hat – fanden sie heraus, dass 3I/ATLAS wahrscheinlich aus den Außenbereichen eines alten Sternensystems stammt. Die Ergebnisse werfen ein neues Licht auf die Entstehungsgeschichte dieses Kometen und deuten darauf hin, dass er möglicherweise viel älter ist als die Sonne.

Interstellare Kometen sind eisige Objekte, die sich um einen anderen Stern als die Sonne gebildet haben und gelegentlich in unser Sonnensystem eindringen. „Sie sind sozusagen Fossilien eines Planetenentstehungsprozesses, der sich sehr weit entfernt zugetragen hat, den wir aber aus viel größerer Nähe untersuchen können“, sagt die Astronomin Cyrielle Opitom, Forscherin an der Universität Edinburgh in Großbritannien. Zusammen mit Jean Manfroid und Damien Hutsemékers von der Universität Lüttich in Belgien leitete Opitom eine Studie zu 3I/ATLAS, die heute in Nature Astronomy veröffentlicht wurde.

3I/ATLAS ist nach 1I/ʻOumuamua und 2I/Borisov das dritte interstellare Objekt, das jemals nachgewiesen wurde. Es wurde entdeckt, als es sich der Sonne näherte, und verweilte lange genug in unserem Sonnensystem, damit Astronomen es eingehend untersuchen konnten. Bei den ersten beiden interstellaren Objekten war es schwierig, ihre Zusammensetzung zu bestimmen – beim ersten konnten die Astronomen kein Gas nachweisen, und das zweite war zu schwach –, doch bei 3I/ATLAS war dies nicht der Fall. Dank der beispiellosen Helligkeit des Objekts konnten Opitom, Manfroid, Hutsemékers und ihr Team die Isotopenverhältnisse des Kometen messen: die relativen Anteile verschiedener Erscheinungsformen desselben Elements.

Mithilfe des UVES-Instruments am VLT der ESO maß das Team die Verhältnisse von Kohlenstoff- und Stickstoffisotopen in Cyanidmolekülen, die im Gas um den Kometen herum vorhanden waren. Diese Verhältnisse gelten als guter Indikator für die Herkunft eines Kometen, da sie sehr empfindlich auf die physikalischen Bedingungen in der Entstehungsumgebung reagieren und sich voraussichtlich nicht wesentlich ändern, während der Komet durch den Weltraum reist.

„Im Gegensatz zu Kometen aus unserem Sonnensystem weist dieser interstellare Besucher ungewöhnlich hohe Kohlenstoff- und Stickstoff-Isotopenverhältnisse auf“, erklärt Aravind Krishnakumar, Forscher an der Universität Lüttich und Mitautor der neuen Studie. Eine ähnliche Studie unter der Leitung von Martin Cordiner am NASA Goddard Space Flight Center (USA), die Ende letzten Monats in Nature veröffentlicht wurde, ergab ein vergleichbares Kohlenstoffisotopenverhältnis sowie erhöhte Deuteriumwerte, auch schwerer Wasserstoff genannt [1]. Die Studie stützte sich auf Daten des James-Webb-Weltraumteleskops, einem Gemeinschaftsprojekt der US-amerikanischen, europäischen und kanadischen Weltraumagenturen.

Insgesamt deuten die Ergebnisse von Opitoms Team darauf hin, dass sich der Komet wahrscheinlich in den äußeren Regionen um einen alten Stern mit „niedriger Metallizität“ gebildet hat. Ein Stern mit niedriger Metallizität ist ein Stern, dessen Zusammensetzung nur wenige Elemente enthält, die schwerer sind als Helium; man geht davon aus, dass er entstanden ist, als das Universum noch viel jünger – und chemisch weniger reichhaltig – war als heute. Das Team vermutet daher, dass 3I/ATLAS um einen Stern entstanden ist, der viel älter ist als die Sonne. „3I/ATLAS bietet eine wirklich spannende Gelegenheit, die Zusammensetzung eines anderen Planetensystems zu untersuchen, das sich lange bevor unsere Sonne und unser Sonnensystem überhaupt existierten, gebildet hat“, sagt Mitautorin Rosemary Dorsey, Forscherin an der Universität Helsinki in Finnland. Die Ergebnisse der Studien verschiedener Teams deuten darauf hin, dass 3I/ATLAS mehr als doppelt so alt wie die Sonne ist.

Da sich 3I/ATLAS von der Sonne entfernt und zunehmend schwächer wird, neigen sich auch die Beobachtungen am VLT ihrem Ende zu. Das künftige Extremely Large Telescope (ELT) der ESO wird ähnliche Messungen an zukünftigen interstellaren Objekten ermöglichen, darunter auch an solchen, die weniger hell sind als 3I/ATLAS. „Das Gebiet der interstellaren Objekte ist noch sehr neu, und wir wissen nicht wirklich, was uns erwartet. Jedes Mal, wenn ein neues Objekt entdeckt wird, erleben wir neue Überraschungen“, fasst Opitom zusammen.

Weitere Informationen und Quelle unter: https://www.eso.org/public/germany/news/eso2608/?nolang