Kometen als vereiste Staubbälle

Der Komet Tschurjumow-Gerassimenko besteht aus hochgradig porösem Material, weist in seinem Inneren aber keine größeren Hohlräume auf. Das zeigt eine genaue Analyse der Bahnbewegung der Raumsonde Rosetta durch ein internationales Forscherteam. Rosetta umrundet den Himmelskörper seit August 2014 auf einer immer engeren Bahn. Die Kometenmaterie bestehe überwiegend aus Staub und nur zu einem Fünftel aus Eis, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

Unregelmäßig geformter Himmelskörper mit vielen Kratern.
Tschurjumow-Gerassimenko

„Wir konnten die Masse und das Gravitationsfeld des Kometen aus gemessenen Störungen der Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs in Bahnhöhen von hundert bis zehn Kilometern ableiten“, berichten Martin Pätzold von der Universität Köln und seine Kollegen. Die Forscher nutzten dazu das Rosetta Radio Science Investigation Experiment, einen Sender, der auf zwei Frequenzen Radiosignale abstrahlt. Die Antennen des European Space Tracking Network der ESA, sowie des Deep Space Network der NASA registrieren diese Signale auf der Erde. Anhand der durch die Bewegung der Sonde relativ zur Erde verursachten Dopplerverschiebung der Radiofrequenzen können die Forscher die Bahnbewegung der Sonde und damit den Einfluss der Anziehungskraft von Tschurjumow-Gerassimenko exakt vermessen.

Die Stärke dieses Einflusses liefert den Forschern die Masse des Himmelskörpers, die Änderung der Anziehungskraft entlang der Bahn wiederum erlaubt Rückschlüsse auf den inneren Aufbau des Kometen. Für die Masse von Tschuri erhalten Pätzold und seine Kollegen einen Wert von zehn Millionen Tonnen. Aus der inzwischen recht genau vermessenen Form und Größe des Kometen ergibt sich daraus eine mittlere Dichte von 0,533 Gramm pro Kubikzentimeter – also etwas mehr als die Hälfte der Dichte von Eis.

Pätzold und sein Team schließen daraus auf eine Porosität von 72 bis 74 Prozent. Die Bahnbewegung zeige keinerlei Anzeichen für Inhomogenitäten im Inneren des Kometen wie größere Hohlräume. Demnach, so die Forscher, handele es sich bei der hohen Porosität um eine Eigenschaft der Kometenmaterie, die zu achtzig Prozent aus Staub und zu zwanzig Prozent aus Wassereis bestehe. Das immer noch häufig zitierte Bild des „schmutzigen Schneeballs“ trifft also nicht zu: Kometen sind eher vereiste Staubbälle.