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12 Milliarden Jahre: Interstellare Komet 3I/ATLAS ist deutlich älter als die Sonne
Der interstellare Komet 3I/ATLAS trägt eine Isotopensignatur, die sich deutlich von Körpern unseres Sonnensystems unterscheidet und auf eine überraschend kalte Herkunft weist. Neue Messungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop deuten darauf hin, dass sein Eis bei weniger als 30 Kelvin entstand, während Modelle der galaktischen Chemie sogar ein Alter von bis zu zwölf Milliarden Jahren zulassen.
Greenbelt (U.S.A.). 3I/ATLAS ist erst das dritte bestätigte interstellare Objekt, das unser inneres Sonnensystem durchquert. Wo und wann der Komet entstand, ließ sich aus seiner Bahn bislang nur grob abschätzen. Frühere dynamische Analysen ergaben eine breite Altersspanne, weil sich seine Flugbahn über Milliarden Jahre nicht zuverlässig zurückverfolgen lässt.
Eine neue Untersuchung nutzt deshalb einen anderen Ansatz, denn die Häufigkeiten verschiedener Isotope wirken wie chemische Spuren der Umgebung, in der das Material des Kometen entstand. Besonders das Verhältnis von Deuterium zu gewöhnlichem Wasserstoff reagiert auf Temperatur und Strahlung, während Kohlenstoffisotope Hinweise auf die chemische Entwicklung der Herkunftsregion geben.
Forscher des NASA Goddard Space Flight Center (GSFC) um Martin Cordiner haben diese Isotopenverhältnisse nun mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) bestimmt. Webb beobachtete 3I/ATLAS am 22. und 23. Dezember 2025, als der Komet nach seinem sonnennächsten Punkt wieder nach außen zog. Ergänzende Messungen mit dem Atacama Compact Array, einem Teil des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), lieferten Daten zur Ausbreitung des Gases in der Koma.
Das auffälligste Ergebnis betrifft das Wasser. Die Forscher bestimmten für das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff einen Wert von 0,98 ± 0,06 Prozent. Damit ist das Wasser von 3I/ATLAS mehr als eine Größenordnung stärker mit Deuterium angereichert als das Wasser bekannter Kometen des Sonnensystems.
Auch der Kohlenstoff fällt aus dem Rahmen. Für Kohlendioxid ermittelte das Team ein Verhältnis von Kohlenstoff-12 zu Kohlenstoff-13 zwischen 141 und 191, für Kohlenmonoxid zwischen 123 und 172, während typische Werte im Sonnensystem deutlich niedriger liegen und die hohen Verhältnisse für eine frühe, vergleichsweise metallarme Umgebung sprechen.
Beide Isotopenspuren weisen zudem auf sehr niedrige Temperaturen hin. Nach den Berechnungen muss ein großer Teil des Wassereises bei höchstens etwa 30 Kelvin entstanden sein, also bei ungefähr minus 243 Grad Celsius. Eine solche Umgebung würde erklären, warum so viel Deuterium im Eis erhalten blieb.
„Es war eine einmalige Gelegenheit, ein uraltes Objekt aus fernen Regionen der Galaxis zu untersuchen, das wohl älter ist als Sonne und Sonnensystem“, sagt Martin Cordiner.
Für die Altersabschätzung ist vor allem das Kohlenstoffverhältnis wichtig. Kohlenstoff-13 reichert sich im Verlauf der galaktischen Entwicklung an, weil aufeinanderfolgende Sterngenerationen das interstellare Gas chemisch verändern. In einem Modell für die Entwicklung der Milchstraße entspricht die gemessene, kohlenstoff-13-arme Zusammensetzung einem Alter von etwa elf bis zwölf Milliarden Jahren, sofern 3I/ATLAS in der nahen galaktischen Scheibe entstand.
Das ist keine direkte Datierung des Kometen, denn die Altersangabe hängt von Modellen der chemischen Entwicklung und von Annahmen über seine Herkunftsregion ab. Die Studie formuliert deshalb vorsichtig, dass 3I/ATLAS bis zu zwölf Milliarden Jahre vor heute entstanden sein könnte.