Kometenforscher präsentieren erste Ergebnisse der Vermessung und Untersuchung von Rosetta-Komet

Detailansicht des Kometen. | Copyright: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Köln (Deutschland) - Wissenschaftler der europäischen Kometen-Mission Rosetta haben die ersten Ergebnisse von sieben der elf Instrumente an Bord der Sonde veröffentlicht. Der extrem dunkle Komet Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) zeigt sich dabei als sehr heterogener Körper mit einer abwechslungsreichen Oberfläche, einer Koma mit Variationen und Gänsehaut-ähnlichen Strukturen, die die Forscher noch nicht erklären können.

- Die folgende Meldung basiert größtenteils auf der Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, DLR

Wie das internationale Wissenschaftlerteam aktuell in einer (kostenfrei online zugänglichen) Sonderausgabe des Wissenschaftsjournals "Science" berichten, gehört Churyumov-Gerasimenko zu den dunkelsten Objekten in unserem Sonnensystem - die Reflexion des Sonnenlichts, die das Spektrometer VIRTIS (Visible, Infrared and Thermal Imaging Spectrometer) festgestellt hat, beträgt gerade einmal sechs Prozent. Dies könnte daran liegen, dass die Oberfläche des Kometen mit dunklen Materialien wie Eisensulfide, dunkle Silikate und kohlenstoffreichen Verbindungen angereichert ist.


Grafischer Vergleich der Helligkeit von Erde, Mond und Churyumov-Gerasimenko. | Copyright/Quelle: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA & Gordan Ugarkovich (Earth); Robert Vanderbei, Princeton Univ (Moon); ESA/Rosetta/NAVCAM (67P/C-G)

"Sehr wahrscheinlich ist auch nur wenig oder überhaupt kein Wassereis an der unmittelbaren Oberfläche des Kometenkerns", sagt DLR-Wissenschaftlerin Dr. Gabriele Arnold vom VIRTIS-Team. "Es ist aber zweifelsohne im Inneren Wassereis vorhanden." Bei seiner Reise durch das Sonnensystem hat Churyumov-Gerasimenko wohl einen Großteil des Wassereises in seinen äußeren Schichten durch Sublimation verloren.

"Eine der interessantesten Entdeckungen ist aber der Nachweis von langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen", sagt die Planetenforscherin. Damit konnte die Existenz solcher organischen Verbindungen - Vorläufer von Aminosäuren - auf einer Kometenoberfläche festgestellt werden - von der Erde aus ist dies nicht möglich. "Die Bildung solcher Verbindungen erfordert komplexe Reaktionen unter Wirkung von UV- oder kosmischer Strahlung bei tiefen Temperaturen, wie sie nur in den äußeren Regionen des Sonnensystems jenseits des Neptunorbits vorherrschen." Churyumov-Gerasimenko könnte für die Planetenforscher somit ein Blick in die frühen Phasen unseres Sonnensystems bedeuten.

Dass vor allem Wasser, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid die Koma des Kometen bilden, ergaben die Messungen mit ROSINA, einem Massenspektrometer, das Moleküle und Ionen selbst im Hochvakuum der Kometenkoma mit höchster Empfindlichkeit nachweisen kann. "Interessant ist, dass sich das Massenverhältnis dieser drei Bestandteile über einen Kometentag hinweg stark ändert", erläutert DLR-Kometenforscher Dr. Ekkehard Kührt aus dem ROSINA-Wissenschaftlerteam in der Pressemitteilung des DLR. Während der Rotation des Kometen erfasste das Massenspektrometer mal einen deutlich höheren Anteil an Wassermolekülen, mal ein höheren Anteil an Kohlendioxid-Molekülen. "Das deutet darauf hin, dass die Eise, aus denen die Gasmoleküle stammen, ungleich im Kern verteilt sind." Im weiteren Verlauf der Mission soll herausgefunden werden, ob diese Heterogenität ein Ergebnis der Entstehung des Kometen vor vielen Milliarden Jahre ist oder ob spätere Differenzierungsprozesse dafür verantwortlich sind.


Schaubild der abwechslungsreichen Kometenoberfläche. | Copyright: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Die Auswertung der OSIRIS-Kamera zeigte, wie unterschiedlich die verschiedenen Regionen des Kometen strukturiert sind. Rund 70 Prozent der Kometenoberfläche sind bereits erfasst worden - die bisher noch nicht abgebildete südliche Hemisphäre ist noch nicht ausreichend beleuchtet. Insgesamt unterschiedliche 19 Regionen stellten die Wissenschaftler fest und benannten sie nach ägyptischen Gottheiten. Grob kategorisiert ergaben sich bei der Auswertung der Kamera-Bilder fünf dominierende verschiedene Oberflächentypen: die staubbedeckten Gebiete, bröckeliges Material, großflächige Vertiefungen, glattes Gelände und freiliegende kompakte Strukturen. "Die Oberfläche des Kometen ist extrem abwechslungsreich und keineswegs einheitlich", sagt DLR-Kometenforscher Kührt. Zu sehen sind auf den OSIRIS-Aufnahmen auch dünenähnliche Wellen oder auch Gänsehaut-ähnliche Erhöhungen mit einem Durchmesser von rund drei Metern - deren Entstehungsprozess muss allerdings noch untersucht und erklärt werden.


Die Gänsehaut des Kometen. | Copyright: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Rätselhaft bleibe auch noch die Entstehung des ungewöhnlich geformten Kometenkörpers. Der doppelkernige Komet hat einen Kopf sowie einen größeren Körper - beide Bestandteile sind mit einem schmalen Hals miteinander verbunden.

Demnach könnte es sein, dass zwei einzelne Kometen einst aneinander geschwebt und eine Einheit gebildet haben. Möglich wäre aber auch, dass der dünne Hals durch Erosion entstanden ist und so aus einem Kometen scheinbar zwei "Körperteile" entstanden sind. Deutlich ist bisher auf den OSIRIS-Bildern zu sehen, dass der Grat zwischen den beiden Kometenteilen die bisher aktivste Zone ist, in der Gas ausströmt und Staubteilchen ins All reißt.


Aktivität auf dem Kometen. | Copyright: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

"Wir werden die bisher erfassten Daten von der Annäherung, dem Orbit und der Landung weiterhin analysieren und sicherlich noch mehr über Churyumov-Gerasimenko und somit über die Entstehung unseres Sonnensystems erfahren", ist sich Kometenforscher Dr. Ekkehard Kührt vom DLR-Institut für Planetenforschung sicher.

Noch stehen die Wissenschaftler der Kometenmission Rosetta am Anfang mit ihrer Auswertung aller Daten, die die insgesamt 21 Instrumente auf Muttersonde und Lander Philae aus dem All gesendet haben. "Zurzeit analysieren und diskutieren wir bereits die nächsten Daten", sagt DLR-Kometenforscher Dr. Ekkehard Kührt, der die wissenschaftlichen Beteiligungen des DLR an der Rosetta-Mission leitet abschließend. "Churyumov-Gerasimenko hat noch Vieles, was es zu entschlüsseln gilt."

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Nasa und Microsoft wollen den Mars mittels Avatare erforschen

Erste Simulationen des OnSight-Systems im Mars-Einsatz. | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Pasadena (USA) - Gemeinsam mit dem Computer-Soft- und Hardwaregiganten Microsoft hat die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA die Software "OnSight" entwickelt. Diese soll es mittels der neusten, sogenannten HoloLens-Brille zukünftig Wissenschaftlern ermöglichen, virtuell auf dem Mars zu arbeiten.

"OnSight wird es schon den Wissenschaftlern der 'Mars Science Laboratory'-Mission (MSL) erlauben, das Gelände rund um den Rover 'Cursiosity' von ihrem Schreibtisch aus zu erkunden", erläutert MSL-Projektleiter Dave Lavery das Gemeinschaftsprojekt mit Microsoft. "Das wird unsere Wahrnehmung vom Mars und der Umgebung rund um den Rover vollständig verändern.

Die OnSight-Technologie greift dabei auf die Daten des Curiosity-Rovers zu, um damit eine 3D-Simulation der unmittelbaren Umgebung zu erstellen, in der sich dann Wissenschaftler von überall her virtuell treffen können. Die Forscher werden in der Lage sein, den Arbeitsplatz des Rovers aus der Sicht einer auf dem Mars anwesenden Person zu untersuchen, Aktivitäten zu planen und die Ergebnisse dieser Arbeiten unmittelbar prüfen zu können, so die NASA.


Erste Simulationen des OnSight-Systems im Einsatz | Copyright: NASA/JPL-Caltech

"Wir glauben, dass OnSight die Art und Weise, wie wir den Mars erforschen und diese Forschung mit der Welt teilen, auf eine völlig neue Art erweitern wird", zeigt sich der OnSight-Projektwissenschaftler Jeff Norris vom Jet Propulsion Laboratory der NASA schon jetzt überzeugt.


Erste Simulationen des OnSight-Systems im Einsatz | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Bislang waren die Rover-Wissenschafter alleine auf Aufnahmen der mobilen Laborheinheit angewiesen, die sie auf Computerbildschirmen untersuchen und daraus Folgerungen ziehen mussten. "Aber selbst 3D-Stereoaufnahmen liefern nicht das natürliche Gefühl Tiefe, wie es das menschliche Auge tut, um uns einen Eindruck räumlicher Verhältnisse zu verschaffen", so die NASA-Forscher.

Das OnSight-System soll mittels der visuellen Rover-Daten ein holografisches Modell des Sichtfeldes des Rovers und dadurch eine Hybridansicht aus Realdaten und virtuellen Simulationen erstellen. Um diesen Eindruck erleben zu können, müssen sich die Forscher der neusten Microsoft-Technologie "HoloLens" bedienen. Der Träger einer solchen Hologramm-Brille wird dann die Umgebung des Rovers um den Wissenschaftler auf der Erde projiziert. "Auf diese Weise kann man sich dass durch die felsige Landschaft rund um den Rover bewegen, sich bücken, um Gestein aus der Nähe oder geologische Aufschlüsse aus verschiedenen Blickwinkeln zu betrachten. Auf diese Weise sollen Wissenschaftler und Ingenieure mit dem Mars auf natürlich-menschlichere Art und Weise interagieren und auch zukünftige Missionen sozusagen vor Ort planen können", erhoffen sich die NASA-Visionäre.




"Bislang waren unsere Mars-Forscher auf eine Seite des Computerbildschirms beschränkt", erklärt Norris abschließend. "Dieses Werkzeug gibt uns nun aber die Möglichkeit, die Umgebung des Rovers auf eine ähnliche Weise zu erforschen, wie Geologen dies auf der Erde tun würden." Erste Testläufe mit den OnSight-HoloLens-System sind noch im Laufe dieses Jahres geplant.

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Im Inneren der Galaxis ist ein stabiles Wurmloch möglich

Simulation der beiden Ausgänge eines Wurmlochs (Illu.) | Copyright: Davide and Paolo Salucci

Triest (Italien) - Unsere eigene Heimatgalaxie, die Milchstraße, könnte ein gewaltiges sogenanntes Wurmloch und damit ein Tunnel durch die Raumzeit besitzen. So besagt es zumindest die Schlussfolgerung eines internationalen Astrophysikerteams. Sollte sich dieses theoretische Szenario bestätigen, so wäre dieses Wurmloch sogar stabil und könnte damit auch für interstellare Reisen nutzbar sein.

Wie die Gruppe aus Wissenschaftlern aus Indien, Italien und Nordamerika um Farook Rahaman von der Jadavpur University aktuell im Fachjournal "Annals of Physics" (DOI:10.1016/j.aop.2014.08.003) berichtet, kommt sie aufgrund einer Kombination der Karten der angenommenen Verteilung von Dunkler Materie in der Milchstraße mit den neusten theoretischen Urknall-Modellen zu dieser Schlussfolgerung.

"Wenn wir die Karte (der Verteilung) von Dunkler Materie in der Milchstraße mit dem neusten Modell zum Urknall kombinieren, um so das Universum zu erkläre, und wir die Existenz von Raum-Zeit-Tunneln (Wurmlöchern) annehmen, dann zeigt sich, dass unsere Galaxie tatsächlich einen solchen Tunnel besitzen könnte", erläutert der Astrophysiker und Experte für Dunkle Materie, Paolo Salucci von der International School for Advanced Studies (SISSA). "Dieses Wurmloch könnte dann sogar ebenso groß sein wie die Milchstraße selbst. Auf der Grundlage unserer Berechnungen scheint es sogar so, dass dieser Tunnel stabil wäre und wir durch dieses Wurmloch - ganz wie im aktuellen Kinofilm 'Interstellar" - hindurch reisen könnten."

Allerdings stellen die Autoren der Studie auch klar, dass man nicht definitiv behaupte, dass die Milchstraße ein Wurmloch sei. "Aber auf der Grundlage der theoretischen Modelle, wäre das zumindest eine Möglichkeit."

Unabhängig von der Science-Fiction-Hypothese ist unsere Forschung auch interessant, weil sie komplexere Betrachtungen Dunkler Materie vorschlägt: "Wissenschaftler haben schon lange versucht, Dunkle Materie anhand der Hypothese der Existenz eines Bestimmten Teilchens, des sog. Neutralino, zu erklären", erläutert Salucci. "Allerdings wurde dieses Teilchen bislang weder vom LHC-Teilchenbeschleuniger am CERN noch im Universum selbst identifiziert.

Es gibt aber auch alternative Theorien dazu, die diesen Partikel nicht benötigen - und vielleicht ist es an der Zeit, dass Wissenschaftler diese Alternativen ernst nehmen sollten. (...) Dunkle Materie könnte auch eine andere Dimension und sogar ein galaktisches Transportsystem sein. Auf jeden Fall aber sollten wir wirklich nochmals von Neuem fragen, was Dunkle Materie eigentlich ist."

Auf die Frage, ob die Theorie überhaupt jemals überprüft werden kann, erläutern die Forscher, dass ein solcher Test beispielsweise im Vergleich unserer Galaxie mit einer Nachbargalaxie, etwa mit der Magellanschen Wolke, liegen. Aber bislang sind wir noch weit davon entfernt, einen solchen Vergleich durchzuführen.

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