Unwissenheit und Aberglaube bleiben ein hartnäckiges Problem in unserer Gesellschaft. Rund um den Kometen 3I/ATLAS wurden zahlreiche reißerische Schlagzeilen veröffentlicht. Doch erneut können wissenschaftliche Beweise, sorgfältige Interpretationen und die Überprüfung von Daten sich gegen das ganze Chaos durchsetzen, das erzeugt wurde. In einem früheren Artikel berichteten wir über seine Entdeckung und die internationale Forschungsmission; nun widmen wir uns seiner Natur und Zusammensetzung.

Ähnlichkeiten mit transneptunischen Objekten

Unter der Leitung meines Forschungsteams habe ich einen aktuellen Artikel verfasst, der neue Beweise für die kometare Natur von 3I/ATLAS präsentiert. Dieser interstellare Besucher zeigt sich als ein Körper, der Ähnlichkeiten mit bekannten transneptunischen Objekten im Sonnensystem aufweist, von denen wir vermuten, dass sie bestimmte kohlenstoffhaltige Chondriten – die ältesten bekannten Meteoriten – hervorgebracht haben. Unsere Studie, die aufgrund ihres möglichen Interesses für die wissenschaftliche Gemeinschaft auf der ArXiv-Plattform der Cornell-Universität vorab veröffentlicht wurde, bestätigt die Ähnlichkeit des interstellaren Besuchers mit gefrorenen transneptunischen Körpern.

Unser Wissen über Meteoriten ermöglicht es uns nun, über das Offensichtliche hinauszugehen und ihre ursprüngliche Natur zu offenbaren, das heißt, ihren reinsten, unberührten und unveränderten Zustand. Wir fanden signifikante Mengen an Wasser-Eis sowie einen Gehalt an metallischen Körnern, der in den gegenwärtigen Materien, aus denen diese transneptunischen Objekte bestehen, ebenfalls nicht sehr häufig vorkommt, nachdem sie Milliarden Jahre lang verschiedenen Kollisionen und anderen Prozessen ausgesetzt waren.

Diese Eigenschaften haben die wissenschaftliche Gemeinschaft überrascht und erklären ihre Fähigkeit zur Entwicklung von Kryovulkanismus – einer energetischen Ausstoßung von Gasen und Partikeln – während er sich der Sonne nähert.

Selbst wenn dieser primitive Komet in einem fernen Planetensystem entstanden ist, waren die bildenden Materialien nicht allzu unterschiedlich zu denen in unserer Umgebung. Dies bestätigt, dass die Chemie, die zur Entstehung der Planeten führt, und die wir beginnen zu verstehen, sich oft wiederholt.

Die ungewöhnliche Gas-Hülle

Ein weiteres überraschendes Merkmal des Kometen 3I/ATLAS betrifft seine gasförmige Außenhülle, die sich deutlich von der vieler anderer Kometen unterscheidet. Wie können wir diese Beweise zusammenbringen?

In den bei größerer Entfernung durch große Teleskope gewonnenen Beobachtungen, die spektroskopisch auf ihn abzielten, wurde die Anwesenheit von Kohlenmonoxid und Kohlenstoffdioxid festgestellt. Diese wurden als Produkte der Sublimierung der ersten Eiskristalle interpretiert, bei Temperaturen unterhalb der für die Sublimierung von Wasser-Eis erforderlichen Werte. Diese Verbindungen sind normalerweise nicht in den meisten Kometen zu finden, die oft eine reduzierende Chemie – Moleküle in reduzierendem Zustand – zeigen und durch andere chemische Arten wie Methan oder Ammoniak gekennzeichnet sind.

Ein Schlüssel zur wechselnden Helligkeit des Kometen

Unsere Analyse der Helligkeit des Kometen in Abhängigkeit von seiner Entfernung zur Sonne zeigt, dass bei etwa 378 Millionen Kilometern eine Transition zu einer intensiveren Sublimationsphase stattfand. An diesem Punkt hatte die Temperatur von ungefähr -71 ºC den Schwellenwert überschritten, der notwendig ist, um festes Kohlendioxid – Trockeneis – zu sublimieren. Infolgedessen begann ein oxidierendes flüssiges Material in das Innere des Objekts einzudringen und mit seinen reaktiveren Komponenten zu interagieren: metallischen Körnern und Eisensulfiden.

Zu diesem Zeitpunkt aktivierten sich verschiedene Regionen der Oberfläche und steigerten die Produktion von Gas und mikrometrischem Staub, was die Helligkeit des Kometen in mehreren Magnituden erhöhte. In dieser Entfernung von der Sonne trat der Komet aus seinem Zustand der Untätigkeit heraus und erlebte das, was wir Kryovulkanismus nennen.

Die Sublimierung der Eiskristalle führte zu einer intensiven Entgasung des Kometenkerns, die Strahlen von aktiven Regionen erzeugte, die während der Rotation auftraten. Der Kern von 3I/ATLAS dreht sich in etwa 16 Stunden, wie eine kürzlich durchgeführte Studie zeigte.

Erklärung für die Nickelüberfülle

Nach unserer Forschung können wir auch die beobachtete Überfülle von Nickel in der Koma von 3I/ATLAS erklären: Sie ist eine Folge der Prozesse, die an der Oberfläche und im Untergrund des Kometen stattfinden. Genauer gesagt, handelt es sich um Prozesse, die als Fischer-Tropsch-Reaktionen bekannt sind. Bei diesen reagiert heißes Wasser mit metallischen Körnern und produziert die Katalyse komplexer organischer Verbindungen. Diese Reaktionen neigen dazu, die Emission von Nickelverbindungen in die Koma im Vergleich zu Eisenverbindungen zu begünstigen.

Das bedeutet, dass die Quelle des Kryovulkanismus von 3I/ATLAS aus diesen weitreichenden Korrosionsprozessen der in dem interstellaren Besucher erhaltenen ursprünglichen Materialien resultiert. Tatsächlich haben wir berechnet, dass der Komet am 29. Oktober, während seiner größten Nähe zur Sonne, eine Durchschnittstemperatur von 4 ºC erreichte, was die extensive Beteiligung von flüssigem Wasser ermöglichte und die Entstehung neuer Kryovulkane förderte, was durch unsere Bilder bestätigt wird.

Durch den Roboter-Teleskop Joan Oró des Observatori del Montsec (IEEC) konnten wir die auflösenden Bilder der verschiedenen Gas- und Staubstrahlen gewinnen, die sich von dem Kometen 3I/ATLAS abtrennen.

Frühere Studien über kohlenstoffhaltige Chondriten

Um die Prozesse zu interpretieren, die im Kometen 3I/ATLAS stattfinden, waren unsere Studien zu den Wasserveränderungen, die die sogenannten Übergangsasteroiden vor 4,550 Millionen Jahren erfuhren und aus denen die kohlenstoffhaltigen Chondriten stammen, von grundlegender Bedeutung. Diese Forschungsarbeit haben wir im White Room for Meteorics and Returned Samples und in weiteren Laboren des ICE-CSIC durchgeführt.

Frühere Arbeiten unserer Forschungsgruppe enthüllten die wichtige Rolle bestimmter Mineralien, die in den kohlenstoffhaltigen Chondriten enthalten sind. Wir demonstrierten ihre beeindruckenden Eigenschaften als Katalysatoren für komplexe organische Verbindungen. Zudem könnte die chemische Zusammensetzung der nächstgelegenen Aspekte sie zu interessanten Zielen für die Ressourcengewinnung in der Zukunft machen.

Das wissenschaftliche Interesse an 3I/ATLAS bleibt bestehen mit einer Beobachtungskampagne, die vom International Asteroid Warning Network (IAWN) vorangetrieben wird. Wir werden weiterhin an der Untersuchung des interstellaren Kometen teilnehmen, um mehr Details über sein Verhalten zu erfahren.

Leben in anderen Welten

Wenn wir einen kilometerartigen Durchmesser und eine chondritische Zusammensetzung für den interstellaren Kometen 3I/ATLAS annehmen, würde die geschätzte Masse über sechshundert Millionen Tonnen liegen. Daher scheint dieser interessante Himmelswanderer, mit seinem Gehalt an Eis, organischer Materie, Metallen und einer hohen katalytischen Kapazität zur Erzeugung komplexer organischer Verbindungen, nach einer günstigen Umgebung zu suchen, um die Entstehung von Leben auf anderen Welten zu fördern. Glücklicherweise wird er in unserem Fall vorüberziehen.