Bis zu 60 % der erdnahen Objekte könnten dunkle Kometen sein, mysteriöse Asteroiden, die die Sonne umkreisen und wahrscheinlich Eis enthalten oder einst enthalten haben. Diese Objekte könnten ein Weg zur Wasserlieferung auf die Erde gewesen sein, laut einer Studie der Universität Michigan. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Asteroiden im Asteroidengürtel, einer Region des Sonnensystems zwischen Jupiter und Mars, die viele felsige Asteroiden enthält, unterirdisches Eis haben. Dies wurde seit den 1980er Jahren vermutet, so Aster Taylor, Doktorand der Astronomie und Hauptautor der Studie.

Die Studie zeigt auch eine mögliche Route zur Lieferung von Eis in die Nähe der Erde. Wie die Erde ihr Wasser erhielt, ist eine Frage, die Wissenschaftler lange beschäftigt hat.

"Wir können nicht sagen, dass diese dunklen Kometen Wasser auf die Erde gebracht haben, aber wir können sagen, dass es eine weitere Möglichkeit gibt, wie Eis vom Rest des Sonnensystems zur Erde gelangen könnte," sagte Taylor. "Unsere Forschung zeigt, dass dies ein weiterer Weg ist, wie Eis aus anderen Teilen des Sonnensystems in die Nähe der Erde kommen kann."

Dunkle Kometen sind ein Rätsel, da sie Merkmale von Asteroiden und Kometen kombinieren. Asteroiden sind felsige Körper ohne Eis, die näher an der Sonne umkreisen, innerhalb der sogenannten Frostlinie, wo es warm genug ist, dass Eis sublimiert. Kometen hingegen sind eisige Körper, die eine neblige Koma zeigen, eine Gas- und Staubwolke, die den Kometen umgibt, während das Eis sublimiert.

Die Studie untersuchte sieben dunkle Kometen und schätzte, dass zwischen 0,5 % und 60 % aller erdnahen Objekte dunkle Kometen sein könnten, die keine Koma haben, aber nicht-gravitative Beschleunigungen aufweisen. Forscher vermuten, dass diese dunklen Kometen wahrscheinlich aus dem Asteroidengürtel stammen, und da diese Kometen nicht-gravitative Beschleunigungen haben, deutet dies darauf hin, dass Asteroiden im Asteroidengürtel Eis enthalten.

"Wir glauben, dass diese Objekte aus dem inneren oder äußeren Haupt-Asteroidengürtel kommen, was bedeutet, dass dies ein weiterer Weg ist, wie Eis in das innere Sonnensystem gelangen kann," sagte Taylor. "Es könnte mehr Eis im inneren Hauptgürtel geben, als wir dachten. Es könnte mehr dieser Objekte geben. Dies könnte ein bedeutender Teil der erdnahen Objektpopulation sein. Wir wissen es nicht genau, aber wir haben aufgrund dieser Erkenntnisse viel mehr Fragen."

In einer früheren Arbeit identifizierte das Forscherteam, einschließlich Taylor, nicht-gravitative Beschleunigungen bei einer Reihe von erdnahen Objekten und nannte sie "dunkle Kometen". Sie stellten fest, dass diese Beschleunigungen wahrscheinlich das Ergebnis kleiner Mengen sublimierenden Eises waren.

In der aktuellen Studie wollten Taylor und Kollegen herausfinden, woher die dunklen Kometen kommen. "Erdnahe Objekte bleiben nicht lange in ihren aktuellen Umlaufbahnen, da die Umgebung der Erde chaotisch ist," sagten sie. "Sie bleiben etwa 10 Millionen Jahre in der Nähe der Erde. Da das Sonnensystem viel älter ist, bedeutet dies, dass erdnahe Objekte von irgendwoher kommen - dass wir ständig mit erdnahen Objekten aus einer anderen, viel größeren Quelle versorgt werden."

Um den Ursprung der dunklen Kometen zu bestimmen, erstellten Taylor und Co-Autoren dynamische Modelle, die nicht-gravitative Beschleunigungen Objekten aus verschiedenen Populationen zuwiesen. Sie modellierten die Wege, die diese Objekte mit den zugewiesenen Beschleunigungen über einen Zeitraum von 100.000 Jahren nehmen würden. Forscher beobachteten, dass viele dieser Objekte dort endeten, wo heute dunkle Kometen sind, und fanden heraus, dass der Haupt-Asteroidengürtel der wahrscheinlichste Ursprungsort ist.

Einer der dunklen Kometen, genannt 2003 RM, folgt einer elliptischen Umlaufbahn nahe der Erde, dann nahe Jupiter und wieder nahe der Erde, einem Pfad, der für einen Jupiterfamilienkometen zu erwarten wäre. Dies deutet darauf hin, dass er aus seiner ursprünglichen Umlaufbahn nach innen geschoben wurde.

Die Studie zeigt auch, dass andere dunkle Kometen wahrscheinlich aus dem inneren Asteroidengürtel stammen. Da dunkle Kometen wahrscheinlich Eis haben, zeigt dies, dass im inneren Hauptgürtel Eis vorhanden ist.

Forscher wandten eine zuvor vorgeschlagene Theorie auf die Population dunkler Kometen an, um zu erklären, warum diese Objekte so klein sind und sich schnell drehen. Kometen sind wie schmutzige Eisklumpen, die aus Felsen und Eis bestehen. Wenn sie sich der Sonne nähern, beginnt das Eis zu sublimieren, was dazu führt, dass das Objekt beschleunigt und schneller rotiert. Diese Rotation kann dazu führen, dass der Komet in kleinere Teile zerbricht, die weiter beschleunigen und schneller rotieren, bis sie in noch kleinere Teile zerfallen.

Forscher glauben, dass der größere dunkle Komet, 2003 RM, wahrscheinlich ein größeres Objekt war, das aus dem äußeren Asteroidengürtel ausgeworfen wurde, während die anderen dunklen Kometen aus dem inneren Asteroidengürtel kamen und durch Zerbrechen entstanden, nachdem sie nach innen gedrängt wurden.

Laut Taylor "haben diese Teile immer noch Eis, also beschleunigen sie und drehen sich schneller, bis sie in noch kleinere Teile zerfallen. Dieser Prozess kann sich fortsetzen und kleine, schnell rotierende Objekte erzeugen."

Dunkle Kometen sind mysteriöse Objekte, die möglicherweise Eis und vielleicht Wasser zur Erde geliefert haben. Sie kommen aus dem Asteroidengürtel und haben einzigartige Merkmale, die sie von gewöhnlichen Asteroiden und Kometen unterscheiden. Diese Studie eröffnet neue Fragen über die Rolle dunkler Kometen in unserem Sonnensystem und ihren möglichen Einfluss auf die Erde.

Quelle: University of Michigan