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Die Sonne hat den Kometen 3I/ATLAS deutlich verkleinert
Schicht um Schicht: Der interstellare Komet 3I/ATLAS hat bei seinem Sonnenbesuch laut einer neuen Modellrechnung allein durch entweichende Gase eine 1,7 bis 5,2 Meter dicke Oberflächenschicht verloren. Unter Einbeziehung von Staub könnte der Abtrag noch deutlich tiefer reichen. Dadurch wäre möglicherweise Eis zugänglich, das auf der langen Reise durch die Milchstraße weniger stark verändert wurde.
East Lansing (U.S.A.). Kometen bewahren Material aus der Entstehungszeit ihres Planetensystems. Bei interstellaren Besuchern wie 3I/ATLAS verspricht dieses Eis deshalb Hinweise auf die Chemie ferner Sternsysteme. Doch die äußeren Schichten sind nicht unbedingt ursprünglich: Kosmische Strahlung kann ihre Moleküle während der langen Reise durch den Weltraum verändern.
Als 3I/ATLAS im Oktober 2025 die Sonne passierte, erwärmte sich sein Kern und gefrorene Stoffe gingen direkt in Gas über. Die entweichenden Gase bildeten zusammen mit Staub eine ausgedehnte Hülle, die sogenannte Koma. Offen war bisher, wie viel Substanz dabei verschwand und ob der Verlust tief genug reichte, um weniger verändertes Material freizulegen.
Forscher der Michigan State University (MSU) um Tessa T. Frincke haben nun veröffentlichte Messungen der Gasfreisetzung vor und nach der Sonnennähe ausgewertet. Aus den Produktionsraten verschiedener Stoffe berechneten sie, wie viel Masse der Komet entlang seiner Bahn verlor. Ihre Methode beschreibt auch den Oberflächenabtrag anderer kleiner Himmelskörper, die Materie ins All abgeben.
Die Analysen ergeben einen Gasverlust von rund 18 bis 58 Milliarden Kilogramm, überwiegend durch Wasser, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Nach den Modellannahmen entspricht dies etwa 0,40 bis 1,25 Prozent der ursprünglichen Kometenmasse. Aus den berechneten Massenverlusten leitete das Team ab, wie stark der feste Kern geschrumpft sein könnte.
Dafür behandelten die Wissenschaftler den Kern näherungsweise als Kugel mit einem anfänglichen Radius von 1,3 Kilometern und einer für Kometen typischen Dichte. Verteilt sich der Verlust gleichmäßig über seine Oberfläche, nimmt der Radius demnach um rund 1,7 bis 5,2 Meter ab. Die Zahl beschreibt keinen direkt beobachteten Abtrag an einzelnen Stellen, sondern einen rechnerischen Mittelwert für die gesamte Oberfläche.
Die Schätzung beruht auf Messungen unterschiedlicher Instrumente, zwischen denen teils große zeitliche Lücken liegen. Für ihre vorsichtige Variante beschränkten die Forscher die Aktivität auf beobachtete Bereiche der Bahn. Eine weiterreichende Variante berücksichtigt zusätzlich Zeiträume, in denen die jeweiligen Eisarten aufgrund der Sonnennähe bereits verdampft sein könnten.
Doch ausgasende Kometen verlieren nicht nur flüchtige Stoffe. Der Gasstrom kann auch feste Staubteilchen mitreißen, deren Masse bei der ersten Berechnung noch fehlt. Deshalb untersuchte das Team, wie sich unterschiedliche Mengen ausgeworfenen Staubs auf den geschätzten Oberflächenverlust auswirken.
Wenn ebenso viel Staub wie Gas entwich, ergibt das Modell einen Abtrag von rund 3,4 bis 10,5 Metern. Bei der vierfachen Staubmasse steigt die berechnete Tiefe sogar auf etwa 8,6 bis 26,7 Meter. Der Sonnenvorbeiflug könnte demnach wesentlich tiefere Schichten freigelegt haben, als die Messungen der Gase allein vermuten lassen.
Allerdings hängen diese hohen Werte besonders stark von den Annahmen ab. Das Verhältnis von Staub zu Gas muss während des gesamten Vorbeiflugs nicht konstant gewesen sein. Auch Größe, Dichte und Form des Kerns sind nicht genau genug bekannt, um die tatsächliche Abtragungstiefe sicher zu bestimmen.