Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

«Chury» ist viel jünger als angenommen

09.11.2016

Komet «Chury» hat seine entenförmige Gestalt nicht bei der Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren erhalten wie bisher gedacht. Dies schliessen Astrophysiker der Universität Bern aus Computersimulationen. Sie zeigen, dass der Komet in seiner jetzigen Form kaum mehr als eine Milliarde Jahre ist. Trotzdem enthält er Material aus der Urzeit.

Aufgrund der Daten der Raumsonde Rosetta nahmen Forschende bisher an, dass der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko aus der Anfangsphase unseres Sonnensystems stammt. Seine eigenartige, entenförmige Struktur wäre demnach beim sanften Zusammenstoss zweier Objekte vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden.


«Chury» mit seiner zweiteiligen Struktur und dem zerbrechlichen «Hals» dazwischen.

© ESA/Rosetta/NAVCAM

Nun kommen Martin Jutzi und Willy Benz vom NCCR PlanetS und dem Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern zusammen mit Kollegen zu einem anderen Schluss: «Es ist unwahrscheinlich, dass ein Körper wie ‹Chury› eine so lange Zeit unbeschadet überstanden hat; das zeigen unsere Computersimulationen», erklärt Astrophysiker Martin Jutzi das Resultat zweier Arbeiten, die in der Fachzeitschrift «Astronomy & Astrophysics» veröffentlicht werden.

Stimmen die gegenwärtigen Modellvorstellungen von der Entstehung unseres Sonnensystems, so folgte auf eine ruhige Anfangsphase ein Zeitraum, in dem grosse Körper das System zu höheren Geschwindigkeiten und heftigeren Kollisionen anregten. In einer ersten Studie berechneten die Wissenschaftler, wieviel Energie es brauchen würde, um eine Struktur wie diejenige von «Chury» bei einem Zusammenstoss zu zerstören.

Schwachstelle ist die Verbindung der beiden Teile – der Hals zwischen Kopf und Körper. «Wir haben herausgefunden, dass diese Struktur einfach kaputt gehen kann, sogar bei Einschlägen mit geringer Aufprallenergie», fasst Martin Jutzi zusammen. Willy Benz vergleicht den Kometenhals mit dem Stiel eines Glases: «Eine Abwaschmaschine muss sehr sanft reinigen, damit der Stiel nicht bricht», meint der Astrophysiker. «So pfleglich ging es im Sonnensystem offenbar nicht zu.»

Die neue Studie zeigt, dass Kometen wie «Chury» im Laufe der Zeit eine wesentliche Anzahl Zusammenstösse erlebten, deren Energie jeweils ausgereicht hätte, um ihre zweiteilige Struktur zu zerstören. Die Struktur stammt also nicht aus der Urzeit, sondern hat sich durch Kollisionen über Jahrmilliarden entwickelt. «Die heutige Kometenform ist demnach das Resultat des letzten grösseren Einschlags, der vermutlich innerhalb der letzten Milliarde Jahren stattgefunden hat», sagt Martin Jutzi.

Der entenförmige «Chury» ist also viel jünger als bisher angenommen. Die einzige Alternative wäre, dass das gegenwärtige Standardmodell des frühen Sonnensystems nicht korrekt ist, und damals sehr viel weniger kleine Objekte vorhanden waren als bisher angenommen. Dann hätte es weniger Kollisionen gegeben und «Chury» hätte eine Möglichkeit gehabt zu überleben. «Wir gehen zurzeit aber davon aus, dass Chury tatsächlich aus vielen Kollisionen hervorgegangen ist und das Standardmodell nicht umgeschrieben werden muss», sagt Jutzi.

Neue Form, gleicher Inhalt

Doch wie könnte der Zusammenstoss erfolgt sein, der «Chury» die jetzige Form gab? Dies untersuchten Jutzi und Benz in einer zweiten Arbeit. In ihren Computermodellen liessen sie Brocken mit einem Durchmesser von 200 bis 400 Metern auf einen etwa 5 Kilometer grossen, rotierenden Körper von der Form eines Rugbyballes prallen (siehe Animation).

Die Einschlaggeschwindigkeit lag im Bereich von 200 bis 300 Meter pro Sekunde, also deutlich über der Fluchtgeschwindigkeit von Objekten dieser Grösse (rund 1 Meter pro Sekunde). Die involvierte Energie ist aber noch weit unter derjenigen eines katastrophalen Aufpralls, bei dem ein grosser Teil des Körpers «pulverisiert» wird. Resultat: Die Gesamtmasse wurde vorerst in zwei Teile auseinandergerissen, die Stunden später aufgrund der Wirkung der Schwerkraft zu einer Struktur mit zwei Teilen verschmolz – ein Gebilde wie «Chury».

Widerspricht dieses Forschungsresultat der bisherigen Erkenntnis, dass Kometen aus ursprünglichem Material bestehen, das mindestens so alt wie unser Sonnensystem ist? «Nein», meinen die Forscher. Denn ihre Computersimulationen zeigen, dass die relativ kleine Einschlagenergie den Kometen weder global erhitzt noch zusammendrückt. Das Material ist weiterhin porös und die darin seit Beginn enthaltenen flüchtigen Stoffe bleiben erhalten – Eigenschaften, welche die Raumsonde Rosetta im Fall von «Chury» eindrücklich messen konnte.

«Bisher hat man angenommen, dass die Kometen eine Art ursprüngliche Bausteine sind – ähnlich wie Lego», erklärt Willy Benz: «Unsere Arbeit zeigt, dass die Legosteine nicht mehr ihre ursprüngliche Form haben, aber das Plastik, aus dem sie bestehen, ist immer noch das Gleiche wie am Anfang.»

Angaben zu den Publikationen:

M. Jutzi et al.: How primordial ist the structure of comet 67P/c-G?, Astronomy & Astrophysics, 9. November 2016, http://arxiv.org/abs/1611.02604

M. Jutzi, W. Benz: Formation of bi-lobed shapes by sub-catastrophic collisions – A late originin of comet 67P/C-G’s structure, Astronomy & Astrophysics, 9. November 2016, https://arxiv.org/abs/1611.02615

Animation:

Die Animation zeigt, wie Komet Churys Form entstanden sein könnte. Die drei Szenarios haben etwas unterschiedliche Anfangsbedingungen. (Animation M. Jutzi/W. Benz, Universität Bern)
http://tinyurl.com/ChuryAnimation

Weitere Informationen:

http://www.unibe.ch/aktuell/medien/media_relations/medienmitteilungen/2016/medie...

Nathalie Matter | Universität Bern

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik
20.07.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT
18.07.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics