Die gefrorene Vergangenheit im Sternenstaub

Normalerweise nutzen Wissenschaftler ein Elektronenmikroskop, um kleinste Details sichtbar zu machen, die dem bloßen Auge verborgen bleiben. Doch für Prof. Dr. Falko Langenhorst von der Friedrich-Schiller-Universität Jena und seine Kollegen ist der Blick in eben jenes Mikroskop zugleich ein Blick weit in die Vergangenheit: rund viereinhalb Milliarden zurück, bis an den Anfang unseres Sonnensystems. Möglich machen das die winzigen Staubteilchen, die der Inhaber des Lehrstuhls für Allgemeine und Angewandte Mineralogie und Leibniz-Preisträger 2007 untersucht. Denn diese stammen aus einem Kometenschweif. Weltweit analysieren Forscher wie Falko Langenhorst derzeit Teilchen von „Wild 2“, die die NASA-Raumsonde „Stardust“ (Sternenstaub) vor knapp einem Jahr zur Erde brachte.

„Kometen wie ,Wild 2' sind so etwas wie kosmische Fossilien“, erläutert Prof. Langenhorst das besondere Interesse der Geowissenschaftler an diesen Himmelskörpern. Denn sie stammen aus Regionen am äußeren Rand des Sonnensystems, wo die Zeit – seit dessen Entstehung – förmlich stehen geblieben ist. „Die Bedingungen dort, vor allem die eisige Kälte, haben die Urmaterie unseres Sonnensystems gleichsam konserviert“, so Prof. Langenhorst. Was er und seine Forscherkollegen in den vergangenen Monaten aus dem Staub dieser „Fossilien“ herausgelesen haben, veröffentlicht das internationale Forscherteam in der am Freitag (15. Dezember) erscheinenden Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Science“.

So konnte das über 70 Wissenschaftler von mehr als 40 Forschungsinstituten umfassende Team die chemische Zusammensetzung der einzelnen Staubkörnchen von „Wild 2“ klären. „Dabei zeigte sich, dass beinahe jedes Teilchen eine andere Zusammensetzung aufweist“, berichtet Prof. Langenhorst. „Eine solche Vielfalt an ganz unterschiedlichen Mineralen haben wir nicht erwartet.“ So enthalten etliche der Staubteilchen das Mineral „Olivin“ mit einer unerwartet hohen Konzentration an Eisen. „Das hat uns sehr überrascht“, so Langenhorst. Denn eisenreicher Olivin sollte eigentlich nur auf einem frühen Mutterkörper, einem so genannten Planetesimalen, entstanden sein. Wie der „Olivin“ von einem solchen Kleinplaneten in den Kometen „Wild 2“ gelangt sein könnte, gibt den Forschern derzeit noch ebenso Rätsel auf, wie die Tatsache, dass andere Staubteilchen kalzium- und aluminiumreiche Einschlüsse enthalten. „Diese Einschlüsse können nur in unmittelbarer Sonnennähe aus einem heißen Gas, dem so genannten Sonnennebel, kondensiert sein“, weiß Prof. Langenhorst. Wie sie von dort in die äußersten Regionen unseres Sonnensystems gelangt sind, in denen die Wiege des Kometen „Wild 2“ stand, diskutieren die Forscher derzeit.

Die Gruppe um Prof. Langenhorst von der Jenaer Universität untersuchte in den zurückliegenden Monaten vor allem Sulfide, die sie in allen Staubpartikeln des Kometenschweifs nachweisen konnte. Diese schwefelhaltigen Minerale fand Langenhorst in winzigen Glaströpfchen eingeschlossen vor. „Solche Teilchen sind zunächst aus dem Sonnennebel kondensiert und waren dann vermutlich der harten kosmischen Strahlung der frühen Sonne ausgesetzt“.

Ihre reiche wissenschaftliche Beute verdanken die Forscher übrigens einem kosmischen Zufall: Im Jahr 1974 geriet der Komet „Wild 2“, der zuvor viereinhalb Milliarden Jahre in der eisigen Kälte am Rande unseres Sonnensystems seine Bahnen zog, aufgrund von Bahnstörungen in die Fänge des Jupiters. „Wild 2“ kam dem großen Planeten so nahe, dass dessen Anziehungskraft die Kometenbahn änderte, die ihn von nun an ins Innere des Sonnensystems zog. „Glück für uns“, resümiert Mineraloge Langenhorst. Denn ohne diese „Kurskorrektur“ hätte kein Raumschiff und keine Sonde den Kometen „Wild 2“ jemals erreicht.

Originalpublikationen:
Zolensky ME, Zega TJ, Yano H et al. „Mineralogy and petrology of Comet 81P/Wild 2 Nucleus Samples“, Science v. 15. Dezember 2006,

Brownlee DE. „Comet 81P/Wild 2 Under a Microscope“, Science v. 15. Dezember 2006

Kontakt:
Prof. Dr. Falko Langenhorst
Institut für Geowissenschaften der Universität Jena
Burgweg 11, 07749 Jena
Tel.: 03641 / 948700
E-Mail: Falko.Langenhorst[at]uni-jena.de