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#31

RE: Kometen:

in Astromagie & Sternsehung: 07.12.2015 03:41
von Adamon • Nexar | 13.560 Beiträge

http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...f-frei20151030/


„Porträt“ des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko vom September 2014, aufgenommen mit der Bordkamera der Raumsonde Rosetta aus 28km Entfernung, als das Massenspektrometer ROSINA die Messungen vornahm.
Copyright: ESA/Rosetta/NAVCAM
Bern (Schweiz) – Als „die bisher größte Überraschung bei der chemischen Analyse der Atmosphäre des Kometen Churyumov-Gerasimenko“ bezeichnen Wissenschaftler die jetzt präsentierte Entdeckung eines hohen Anteils an Sauerstoffmolekülen auf dem Rosetta-Kometen. Die in der Erdatmosphäre häufig vorkommenden Moleküle hatte man bislang bei Kometen ausgeschlossen.

Gänzlich unerwartet entdeckten die Wissenschaftler um Prof. Kathrin Altwegg vom Center for Space and Habitability (CSH) an der Universität Bern schon im September 2014 anhand der Daten des Massenspektrometers „ROSINA“ an Bord der europäischen Kometensonde „Rosetta“ zwischen den erwarteten Spitzen der Schwefel- und Methanolwerten in den Kometengasen auch deutliche Spuren von Sauerstoffmolekülen (O2). Wie sich nun zeigte, ist O2 nach Wasser (H2O), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) sogar das vierthäufigste Gas in der Atmosphäre des Kometen.

„Da Sauerstoff chemisch sehr reaktiv ist, wurde bisher angenommen, dass er sich im frühen Sonnensystem mit dem in großen Mengen vorhandenen Wasserstoff zu Wasser verbunden haben muss“, erläutert die Pressemitteilung der Berner Universität. Dennoch waren auf dem Kometen noch Sauerstoffmoleküle vorhanden. „Wir hätten nie gedacht, dass Sauerstoff Jahrmilliarden ‚überleben‘ kann, ohne sich mit anderen Stoffen zu verbinden“, kommentiert Altwegg.

Wie die Forscher aktuell im Fachjournal „Nature“ (DOI: 10.1038/nature15707) berichten, ist molekularer Sauerstoff von der Erde aus und mittels spektroskopischer Messungen von Teleskopen sehr schwierig zu entdecken – was erklärt, wieso dieses Molekül nicht schon bei anderen Kometen beobachtet wurde.

Erst durch die ROSINA-Messungen von Bord der den Kometen umkreisenden Sonde waren diese Messungen nun möglich. „Erstaunlich für uns war auch die Feststellung, dass das Verhältnis von Wasser zu Sauerstoff sich weder mit dem Ort auf dem Kometen noch mit der Zeit änderte – es also eine stabile Korrelation zwischen Wasser und Sauerstoff gibt“, so Altwegg.


Info-Poster zur O2-Entdeckung auf 67P
Copyright: ESA/ATG medialab

Im Gegensatz zu Kometen ist das Vorkommen von Sauerstoffmolekülen auf den Jupiter- und Saturnmonden bekannt und wird dort durch das Einschlagen hochenergetischer Teilchen vom jeweiligen Mutterplaneten erklärt. Im Fall des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko gibt es diesen Mutterkörper und seine Strahlung aber nicht. Stattdessen wird der Komet aber seit 4.6 Milliarden Jahren von hochenergetischen Teilchen der kosmischen Strahlung getroffen. „Diese Teilchen können Wasser spalten, woraus unter anderem Sauerstoff, Wasserstoff und Ozon entstehen können“, schreiben die Forscher. „Allerdings dringen diese Teilchen nur wenige Meter in die Oberfläche ein. Der Komet verliert aber auf seiner Bahn um die Sonne bei jedem Umlauf zwischen einem bis zehn Metern Umfang und hat deshalb seit seiner letzten Begegnung mit Jupiter im Jahr 1959, die ihn auf die heutige Bahn gebracht hat, schon mehr als 100 Meter Umfang verloren.“

Die Berner Wissenschaftler vermuten nun, dass der Sauerstoff schon sehr früh – sogar schon vor der Bildung des Sonnensystems entstand. Dabei seien hochenergetische Teilchen auf Eiskörner in den kalten und dichten Geburtsstätten der Sterne, den sogenannten dunklen Molekülwolken, getroffen und hätten Wassermoleküle gespalten, was zu Wasserstoff- und Sauerstoffmolekülen geführt hätte. Der Sauerstoff sei dann im frühen Sonnensystem nicht weiter „verarbeitet“ worden.

„Die Sauerstoff-Messungen zeigen, dass mindestens ein großer Teil des Kometenmaterials älter ist als unser Sonnensystem und die Zusammensetzung dabei typisch ist für dunkle Molekülwolken, aus denen dann solare Nebel und später Planetensysteme entstehen“, so Altwegg abschließend. „Dieser Hinweis auf Sauerstoff als uraltes Material wird wahrscheinlich einige theoretische Modelle über die Bildung des Sonnensystems über den Haufen werfen.“

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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#32

RE: Kometen:

in Astromagie & Sternsehung: 17.05.2016 01:53
von Adamon • Nexar | 13.560 Beiträge

http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...r-erde20160509/


Künstlerische Darstellung des (bislang) einzigartigen Gesteinskometen C/2014 S3 (PANSTARRS).
Copyright: ESO/M. Kornmesser
Honolulu (USA) – Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) und dem Canada France Hawai`i Telescope haben Astronomen ein einzigartiges Objekt entdeckt, das aus Materie des inneren Sonnensystems zu bestehen und aus der Zeit zu stammen scheint, in der sich die Erde gebildet hat; und dann für Milliarden von Jahren weit von der Sonne entfernt in der Oortschen Wolke eingefroren worden ist. Von weiteren Beobachtungen und Analysen erhoffen sich die Wissenschaftler Hinweise über die Entstehung des Sonnensystems.

Wie die Astronomen um Karen Meech vom Institute for Astronomy der University of Hawai`i in der Fachzeitschrift „Science Advances“ berichten, befindet sich der schweiflose und deshalb nach der schwanzlosen Katze als „Manx-Komet“ bezeichnete „C/2014 S3 (PANSTARRS)“ auf einer Kometen-Umlaufbahn mit langer Umlaufdauer und weist die Eigenschaften eines urzeitlichen Asteroiden aus dem inneren Sonnensystem auf. Damit könnte er wichtige Anhaltspunkte liefern, wie sich das Sonnensystem gebildet hat.

Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass sich C/2014 S3 (PANSTARRS) zur selben Zeit wie die Erde in den inneren Bereichen des Sonnensystems gebildet hat, jedoch bereits in einem sehr frühen Stadium aus diesem hinauskatapultiert wurde.

Demnach handele es sich „eher um einen sehr alten Gesteinsbrocken, als um einen zeitgenössischen Asteroiden, der sich verirrt hat“, erläutert die ESO-Pressemitteilung. „Als solcher ist er einer der potentiellen Bausteine von Gesteinsplaneten wie der Erde, der aus dem inneren Sonnensystem vertrieben und für Milliarden von Jahren in der eisigen Umgebung der Oortschen Wolke konserviert wurde.“

„Wir kennen bereits unzählige Asteroiden, aber sie alle waren über Milliarden von Jahren hinweg der hohen Temperatur der Sonne ausgesetzt“, erläutert Karen Meech die unerwartete Beobachtung: „Hier haben wir den ersten Asteroiden, den wir beobachten konnten, der noch nicht in die Nähe der Sonne gekommen ist: Er wurde in der besten Tiefkühltruhe konserviert, die es gibt.“


Die Umlaufbahn von C/2014 S3 (PANSTARRS).
Copyright: ESO/L. Calçada

C/2014 S4 (PANSTARRS) wurde ursprünglich vom Pan-STARRS1-Teleskop als nur gering aktiver Komet entdeckt, der etwas mehr als doppelt so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde. Seine lange Umlaufdauer von derzeit etwa 860 Jahren legt nahe, dass sein Ursprung in der Oortschen Wolke zu finden ist und dass er erst vor vergleichsweise kurzer Zeit in eine Umlaufbahn katapultiert wurde, die ihn näher an die Sonne heranführt.

Darauf, dass es sich dabei um einen ungewöhnlichen Kometen handelt, deutete schon bei der Erstentdeckung der Umstand hin, dass er nicht den typischen Schweif besitzt, den die meisten Kometen mit langer Umlaufdauer entwickeln, wenn sie der Sonne nahe kommen. Innerhalb weniger Wochen nach seiner Entdeckung konnte das Team mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile Spektren des äußerst lichtschwachen Objekts aufnehmen.


Aufnahme des Kometen mit dem Very Large Telescope der ESO und dem Canada France Hawai`i Telescope.
Copyright: K. Meech (IfA/UH)/CFHT/ESO

Diese spektrale Analyse des Lichts, das von dem Kometen reflektiert wird, weist darauf hin, dass es sich um einen klassischen S-Typ-Asteroiden handelt, die normalerweise im Inneren Asteroidengürtel zu finden sind. Er sieht nicht aus wie ein typischer Komet, bei denen man davon ausgeht, dass sie sich im äußeren Sonnensystem gebildet haben und mehr Eis als Gestein enthalten. „Es scheint so, als dass seine Materie nur eine sehr geringe Entwicklung durchlaufen hat, was ein Hinweis darauf ist, dass sie für eine sehr lange Zeit tiefgefroren war“, so die Autoren. „Die schwache kometenartige Aktivität, die C/2014 S3 (PANSTARRS) zugeschrieben wird und in Einklang mit der Sublimation von Wassereis steht, ist etwa eine Millionen Mal geringer als bei aktiven Kometen mit langer Umlaufdauer in vergleichbarer Entfernung zur Sonne.“

Die Forscher schlussfolgern nun, dass der Komet wahrscheinlich aus frischer Materie des inneren Sonnensystems besteht, die in der Oortschen Wolke – tiefgefroren – überdauern konnte und sich nun auf den Weg zurück in die inneren Bereiche des Sonnensystems macht.



Während bislang etliche theoretische Modelle in der Lage sind, den Aufbau unseres Sonnensystems zu simulieren, bestehe ein bedeutender Unterschied zwischen diesen Modellen darin, was sie für die Objekte vorausberechnen, aus denen die Oortsche Wolke besteht: „Die verschiedenen Modelle prognostizieren aber erhebliche Unterschiede im Verhältnis von Eis- zu Gesteinsobjekten. Diese erstmalige Entdeckung eines Gesteinsobjekts aus der Oortschen Wolke ist somit ein wichtiger Test für die unterschiedlichen Vorhersagen der Modelle.“
Die Wissenschaftler um Meech vermuten, dass Beobachtungen von 50-100 derartiger Manx-Kometen notwendig sind, um zwischen den derzeitigen Modellen unterscheiden zu können, was neue Möglichkeit bei der Untersuchung der Ursprünge des Sonnensystems eröffnen würde.

Ko-Autor der Studie Olivier Hainaut von der ESO in Garching schlussfolgert: „Wir haben den ersten Gesteinskometen gefunden, und wir suchen nach weiteren. Abhängig davon, wie viele wir finden, wird uns das Aufschluss darüber geben, ob die Gasplaneten als sie jung waren quer durchs Sonnensystem getanzt sind oder ob sie leise aufgewachsen sind, ohne sich groß zu bewegen.“

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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#33

RE: Kometen:

in Astromagie & Sternsehung: 17.07.2016 03:54
von Adamon • Nexar | 13.560 Beiträge

http://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/...lebens20160529/


ROSINA hat sowohl Glyzin (C2H5NO2, oben) als auch Phosphor (P, unten) in der Koma des Kometen gemessen.
Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellzung zu gelangen
Copyright: ESA
Bern (Schweiz) – Die europäische Kometensonde „Rosetta“ hat in der den Kometen 67P/ Churyumov-Gerasimenko umgebenden Staub- und Gaswolke mit Aminosäure und Phosphor wichtige Bestandteile von DNA, RNA und Zellmembranen und damit chemische Schlüsselelemente des Lebens ausfindig gemacht.

Schon lange diskutieren Wissenschaftler über die Möglichkeit, dass das Wasser und organische Moleküle mit Kometen auf die junge Erde gelangten. Tatsächlich konnten bereits zuvor mit Hilfe des Massenspektrometers an Bord der Rosetta-Sonde nachgewiesen werden, dass Kometen beim Entstehen des irdischen Wassers eine geringere Rolle gespielt haben als lange Zeit angenommen wurde (…GreWi berichtete). Ob sie aber die für das Leben notwendigen organischen Moleküle auf die Erde gebracht haben, konnte bisher nicht geklärt werden.

Zwar konnten schon zuvor über 140 Moleküle im interstellaren Medium (der Materie im Raum zwischen den Sternen) identifiziert werden, doch befanden sich darunter bislang keine Aminosäuren. Lediglich in dem Proben des Kometen „Wild-2“, die von der NASA-Mission „Stardust“ zur Erde zurückgebracht wurden, fanden Wissenschaftler bereits mit Glyzin Spuren der einfachsten aller Aminosäuren (…GreWi berichtete). Allerdings konnte damals wegen verunreinigter Proben nicht gänzlich ausgeschlossen werden, dass es sich um irdische Aminosäure handelte.

Mit dem Massenspektrometer konnten die Missionswissenschaftler jetzt allerdings erstmals Glyzin direkt in der Gas- und Staubwolke des Kometen Churyumov-Gerasimenko (67P) nachweisen.

Schon im Oktober 2014 hatten die Forscher um Prof. Kathrin Altwegg vom Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern, Projektleiterin des Massenspektrometers ROSINA und Ko-Autorin der im Fachjournal „Science Advances “ erscheinenden Studie Glyzin erstmals identifiziert und es am häufigsten kurz vor dem Perihelion (dem sonnennächsten Punkt der Umlaufbahn des Kometen) gemessen, als die Ausgasungen des Kometen am stärksten waren.

Da Glyzin aber nicht flüchtig ist, ist es vergleichsweise schwierig zu entdecken. Weil es erst ab 150°C zu verdampfen beginnt, konnte nur wenig davon als Gas direkt von der eisig kalten Kometenoberfläche verdampfen.

Die gemessenen Spuren von Glyzin korrelieren stark mit Staubspuren, woraus die Wissenschaftler folgern, dass es hauptsächlich in der Gas- und Staubwolke um den Kometen herum freigesetzt wird: „Es scheint, als ob das Glyzin vom Eismantel von Staubkörnern verdampft, die im Sonnenlicht relativ heiß werden können“, erläutert Altwegg.

Zusammen mit Glyzin haben die Forscher auch die organischen Moleküle Methylamin und Ethylamin gefunden. Hierbei handelt es sich um Vorläufer-Substanzen, die notwendig sind, um die Aminosäure im Eis zu bilden. Glyzin ist die einzige Aminosäure, die sich ohne flüssiges Wasser bilden kann. „Das gleichzeitige Vorhandensein von Methylamin und Ethylamin sowie die Korrelation zwischen Glyzin und Staub stützen die Vermutung, dass das Glyzin im Eismantel um Staubkörner konserviert war“, so Altwegg.
Neben Aminosäure hat das Instrument zum ersten Mal auch Phosphor in einem Kometen entdeckt. „Dieses Element ist das ‚Rückgrat‘ der Nukleinsäuren DNA und RNA und ein Schlüsselelement in allen lebenden Organismen“, erläutert die Pressemitteilung der Universität Bern. „Die Entdeckung von Aminosäure und Phosphor, sowie weitere organische Moleküle, die bereits vorher von ROSINA gemessen wurden, bestätigen die These, dass Kometen tatsächlich am Ursprung des irdischen Lebens beteiligt waren“, zeigt sich Matt Taylor, Rosetta- Projektwissenschaftler der Europäischen Weltraumagentur ESA begeistert. Nicht zuletzt war schließlich der Nachweis, dass Kometen ein Reservoir von ursprünglichem Material im Sonnensystem und ein Transportmittel von lebenswichtigen Bestandteilen auf die Erde sind, eines der Hauptziele der Rosetta-Mission.

© grenzwissenschaft-aktuell.de


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