Kometenstaub färbte Merkur schwarz

Ein ständiger Zustrom von kohlenstoffhaltigem Staub aus Kometen hat den sonnennächsten Planeten Merkur schwarz gefärbt. Zu diesem Schluss kommen US-amerikanische Forscher auf der Basis von theoretischen Modellen und Einschlag-Experimenten. Bislang war es für die Astronomen ein Rätsel, warum die Oberfläche des Merkur so dunkel ist: Sie reflektiert nur 10,6 Prozent des Lichts, weniger als Asphalt mit 15 Prozent und sogar die Mondoberfläche mit 12 Prozent. Der Kometen-Kohlenstoff bilde eine quasi unsichtbare Farbe, die sich spektral nicht nachweisen lasse, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Geoscience“.

Mikroskopische Aufnahmen unregelmäßig geformter Staubpartikel
Kohlenstoff-Partikel

„Eisenhaltige Mineralien und durch das Weltraumwetter erzeugte submikroskopische Eisenpartikel sind die Hauptursachen für die dunkle Farbe der Oberflächen atmosphäreloser Himmelskörper“, erläutert Megan Bruck Syal Lawrence Livermore National Laboratory. Doch beim Merkur gibt es ein Problem: Seine Oberfläche enthält erheblich weniger Eisen als die Mondoberfläche – und ist doch sogar noch dunkler. „Es muss also einen anderen Stoff geben, der für diese dunkle Verfärbung verantwortlich ist.“

Kometenstaub besteht zu einem Viertel aus Kohlenstoff, worauf sich die Untersuchung der Forscher konzentrierte. Viele Kometen zerbrechen, wenn sie zu nahe an der Sonne vorüber ziehen. Deshalb ist Merkur stärker als andere Himmelskörper seit der Entstehung des Sonnensystems einem starken Zustrom kometarischer Materie ausgesetzt. Syal und ihre Kollegen modellierten zunächst den Zustrom des kohlenstoffhaltigen Staubs, um herauszufinden, wieviel davon auf der Oberfläche landet und wieviel durch Einschläge wieder ins Weltall zurück geschleudert wird. Das Oberflächenmaterial des Planeten sollte, so das Ergebnis, zwischen drei und sechs Prozent Kohlenstoff enthalten – das ist fünfzigmalmal so viel wie auf dem Erdmond.

In Experimenten am Ames Vertical Gun Range der Nasa, einer Kanone zur Simulation von Einschlägen auf Himmelskörpern, untersuchten die Forscher weiterhin, wie sich der Kohlenstoff unter den permanenten Einschlägen kleiner Körper auf einem atmosphärelosen Himmelskörper verhält. Wie sich zeigte, bildet der Kohlenstoff eine dünne Schicht ohne charakteristische spektrale Eigenschaften. „Vom Standpunkt der Spektralanalyse aus ist die Farbe unsichtbar“, so die Forscher. Die Farbe kann das Rückstrahlvermögen auf unter fünf Prozent senken. Die dunkelsten Regionen auf der Merkuroberfläche sind tatsächlich so reflektionsschwach.