Sonne und Planeten: das Sauerstoff-Rätsel

Enthält die Sonne an ihrer Oberfläche mehr oder weniger Sauerstoff-16 als zu erwarten? Die Messergebnisse widersprechen sich und die Astronomen sind ratlos.

Canberra (Australien) - Wie war die chemische Zusammensetzung der Urwolke, aus der unser Sonnensystem entstanden ist? Um diese Frage zu beantworten, untersuchen die Forscher die Zusammensetzung der Sonnenoberfläche und vergleichen sie mit jener der Planeten. Doch vor einem Jahr stießen sie dabei auf ein Rätsel: Die Sonne schien deutlich mehr Sauerstoff-16 zu enthalten als zu erwarten. Jetzt vertieft sich dieses Rätsel durch neue Messungen -- nach denen die Sonne deutlich weniger Sauerstoff-16 enthält. Die Forscher haben für die widersprüchlichen Ergebnisse bislang keine Erklärung. Möglicherweise spielten bei der Planetenentstehung bislang übersehene Prozesse eine wichtige Rolle.

"Diese Ergebnisse lassen sich mit unserem bisherigen Wissen über Sauerstoff-Isotope und den Aufbau der Sonne nicht in Einklang bringen", kommentiert der Planetologe Gary Huss von der University of Hawaii im Fachblatt "Nature" die jüngsten Messungen des australisch-amerikanischen Forscherteams um Trevor Ireland von der Australian National University in Canberra. Die drei Sauerstoff-Isotope O-16, O-17 und O-18 kommen in der Natur normalerweise im Mengenverhältnis 2700:1:5 vor. Doch Ireland und sein Team fanden 50 Prozent weniger O-16 in Materie von der Sonnenoberfläche.

Die Isotopenverteilung auf der Sonnenoberfläche lässt sich allerdings nicht direkt messen. Die Forscher untersuchten deshalb den Sonnenwind -- Materie, die von der Sonnenoberfläche ins All geblasen wurde. Dieser Sonnenwind lagert sich im Mondgestein ab und bleibt dort erhalten, da der Mond keine Atmosphäre und damit keine Witterungsprozesse besitzt. Vor einem Jahr wurde erstmalig eine Analyse des Verhältnisses der Sauerstoff-Isotope im Sonnenwind aus Mondgesteinsproben veröffentlicht -- mit einem 50 Prozent höheren Wert für O-16 als erwartet. Die neuen Messungen von Ireland und Mitarbeitern liefern nun das entgegengesetzte Ergebnis.

Beide Messungen gelten als extrem zuverlässig. Allerdings entstammen sie Mondproben unterschiedlichen Alters. Hat sich also das Sauerstoff-Isotopenverhältnis im Laufe der Zeit verändert? Unwahrscheinlich, meinen die Forscher, denn es gäbe keinen bekannten Prozess, der eine so starke Veränderung hervorrufen könnte. Eine Lösung des Dilemmas hätte vielleicht die Raumsonde Genesis bringen können, die erstmals den Sonnenwind direkt im All eingesammelt hat -- doch die wertvollen Detektoren zerschellten 2004 in der Wüste von Utah, weil sich die Fallschirme der Landekapsel nicht öffneten. So müssen die Forscher wohl noch eine Weile auf weitere, unabhängige Messungen warten -- und derweil ihre Vorstellungen über die Entstehung des Sonnensystems überdenken.