Der 1969 entdeckte und zur Jupiterfamilie gehörende Komet 67P/Tschurjumow-Gerasimenko ist der erste Komet überhaupt, den eine Raumsonde umkreist: Die ESA-Raumsonde Rosetta begleitet ihn seit August 2014. Nun ist erstmals das Edelgas Argon in der Gashülle des Kometen nachgewiesen worden, das aus dem Kern des Gesteinsbrockens stammt. Ein internationales Team um Hans Balsiger vom Physikalischen Institut der Universität Bern berichtet hierüber in der aktuellen Ausgabe der "Science Advances".

Zu den elf Instrumenten, die ihren Dienst an Bord von Rosetta verrichten, gehört ein Massenspektrometer, das Kometengase vor Ort und in bisher unerreichter Auflösung analysieren kann. Seine Messungen stammen vom Oktober 2014, als die Umlaufbahn der Sonde um den Kometen auf der Suche nach einem geeigneten Landeplatz für ihr Modul Philae kurzzeitig bis auf zehn Kilometer abgesenkt wurde. Damals befand sich 67P zu dieser Zeit etwa 3,1 Astronomische Einheiten weit von der Sonne entfernt. Insgesamt konnte das Massenspektrometer zwei Argonisotope nachweisen. "Obwohl das Signal sehr schwach war, konnten wir das Vorkommen von Argon in der Kometenhülle bestätigen", sagt Hans Balsiger. Gleichzeitig konnten sie darüber das Massenverhältnis von Wasser zu dem Edelgas ableiten.

Weil Kometen wohl unverändert gebliebene Relikte aus der Entstehungsphase des Sonnensystems sind, ist die Entdeckung von Argon auf Tschurjumow-Gerasimenko bedeutsam. Denn von diesen Kometen könnte ein Großteil flüchtiger Bestandteile der Planeten stammen. "Kometen brachten wohl auch Wasser auf die Erde", so Balsiger: "Wie viel sie aber zur gesamten Wassermasse beitrugen, ist umstritten." Der Argonnachweis zeigt in eine deutliche Richtung. Der Beitrag von Kometen zu den Ozeanen der Erde könne, falls überhaupt, nur sehr gering sein, meint der Forscher. Schon frühere Messungen des Massenspektrometers zum Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff deuteten diese Tendenz an. Die Relation von Argon und Wasser auf Tschurjumow-Gerasimenko unterscheidet sich deutlich von dem auf der Erde. "Würde hier dasselbe Verhältnis herrschen, müssten wir viel mehr Argon in der Atmosphäre aufweisen."

Endgültig gelöst ist zudem wohl das Rätsel der "Gummientengestalt", die 67P auszeichnet: "Sehr wahrscheinlich sind zwei Kometen im noch jungen Sonnensystem zusammengestoßen und bildeten den heute sichtbaren Doppelkörper", berichtet Ekkehard Kührt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. "Um die gemessene geringe Dichte und die gut erhaltenen Schichtstrukturen beider Kometenteile zu erklären, muss der Zusammenprall sehr sanft und bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt sein. Diese Erkenntnis gibt wichtige Hinweise auf den physikalischen Zustand des frühen Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren", so der Kometenforscher, dessen Team die Ergebnisse nun vorlegte.

Ursprünglich hatten die Wissenschaftler zwei Theorien im Visier: Sie vermuteten entweder eine Kollision zweier Körper oder eine besonders intensive Erosion an der Stelle, die sich schließlich zum "Hals" entwickelte. Die Analyse hoch aufgelöster Bilder des Kometen von der Osiris-Kamera auf Rosetta, die zwischen dem 6. August 2014 und 17. März 2015 entstanden, brachte jetzt die Auflösung. Zunächst hatten die Wissenschaftler auf den Bildern über hundert terrassenförmige Strukturen auf der Kometenoberfläche und parallel verlaufende Schichten ausgemacht, die deutlich an exponierten Klippen, Wänden und Vertiefungen zu sehen waren. Mit Hilfe eines 3-D-Kometenmodells analysierten sie, in welche Richtung und in welcher Tiefe die einzelnen Schichten verlaufen. Die schichtartigen Strukturen sind demnach auf beiden Kometenhälften zu finden, unterscheiden sich aber im Detail – sie hatten sich also nicht gleichzeitig gemeinsam auf einem einzigen Körper gebildet, sondern parallel zueinander auf zwei getrennten Gesteinskörpern.