Was hat die europäische Rosetta-Mission nicht schon an Nerven gekostet: Erst reiste die Sonde jahrelang durch das All, um den Kometen Tschurjumow-Gerassimenko zu treffen, dann landete Mini-Labor Philae vor rund einem Jahr knapp – ganz knapp – endlich auf ebenjenem "Tschuri", nur um anschließend in eine Art Winterschlaf zu verfallen und bloß gelegentlich daraus zu erwachen. Aber: Irgendwie läuft`s. Zumindest wenn man berücksichtigt, dass das Rosetta-Team in den vergangenen Monaten doch immer wieder auf Interessantes stieß, das sich in Fachpublikationen gießen ließ.

Nun gibt es wieder Neuigkeiten vom Esa-Vorzeigeprojekt. Forscher haben erstmals Sauerstoffmoleküle (O2) in Tschuris Atmosphäre und damit auf einem Kometen überhaupt nachgewiesen. Das Sauerstoffgas müsse sehr alt sein und aus der Entstehungszeit des Sonnensystems stammen, schreiben die Wissenschaftler um André Bieler von der Universität Bern in ihrer aktuellen Studie (Nature, 2015). Die unerwartete Entdeckung stelle damit bisherige Modelle von der Entstehung unseres Systems infrage.

Die Entdeckung gelang mit dem Massenspektrometer Rosina, das Rosetta mit sich durch das All trägt. Dank des Geräts konnten Forscher die chemische Zusammensetzung der Gaswolke untersuchen, die sich um den tauenden Kometen während seines Anflugs auf die Sonne zwischen September und März bildete. Erstmals ist das vor Ort gelungen, bisherige Messungen waren weit unpräziser, fanden nur aus großer Entfernung statt und mussten innerhalb weniger Minuten stattfinden. Das Rosetta-Team war also überzeugt, Neues zu finden. Was, ist dann aber doch überraschend: Molekularer Sauerstoff (O2) ist mit einem Anteil von 3,8 Prozent das vierthäufigste Gas in der Kometenatmosphäre. Häufiger gibt es bloß Wasser (H2O), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2).

Manchem mag die Nachricht vage bekannt vorkommen. Schließlich gab es bereits Berichte, dass Sauerstoffatome (O) auf Tschurjumow-Gerassimenko existieren. Die Atome entstehen während des Flugs ständig neu, weil die ultraviolette Strahlung der Sonne Wassermoleküle aufspaltet, die von Tschuri verdampfen. In der Erdatmosphäre ist atomarer Sauerstoff äußerst reaktiv, heißt, er verbindet sich schnell wieder mit anderen Stoffen und ist dann nicht mehr einzeln nachweisbar. Unter Bedingungen des Alls aber ist er relativ stabil und schwirrt damit einsam umher. Zwischen der Entdeckung solch einzelner Teilchen und gebundener Moleküle gibt es jedoch bedeutende Unterschiede.

Sauerstoff – eine urzeitliche Substanz?

Sauerstoffmoleküle (O2) hätte es laut bisheriger Theorien gar nicht geben sollen. Kometen galten als eingefrorene Urmaterie aus der Frühzeit des Sonnensystems vor rund 4,5 Milliarden Jahren. Die reaktionsfreudigen Moleküle hätte sich nach Erwartung der Forscher mit dem damals reichlich vorhandenen Wasserstoff zu Wasser verbinden sollen. "Wir hätten niemals gedacht, dass Sauerstoff für Milliarden von Jahren überleben kann, ohne sich mit anderen Substanzen zu verbinden", sagt Kathrin Altwegg von der Universität Bern in einer Mitteilung ihrer Hochschule. Die Rosina-Projektleiterin hatte zuletzt Aufsehen mit der Nachricht erregt, dass irdisches Wasser wohl nicht von Kometen stammt.

Zwar ist molekularer Sauerstoff auch bei Monden von Jupiter und Saturn gefunden worden. Dort bildet er sich jedoch im Innern regelmäßig neu durch den Beschuss mit energiereichen Teilchen aus dem Kosmos, wobei Wasser aufgespalten wird. Der kosmische Teilchenhagel trifft auch Tschuri, dringt aber nur ein paar Meter tief ein. Der Komet hat in den vergangenen Jahrzehnten aber mindestens eine 100 Meter dicke Schicht von seiner Oberfläche verloren. Sein reichlich vorhandener Sauerstoff muss daher schon aus der Zeit seiner Entstehung stammen, argumentieren die Forscher.

Am wahrscheinlichsten sei, dass der Sauerstoff sehr früh, schon vor Beginn der Entstehung des Sonnensystems im Kometenkern eingebettet worden sei. Allerdings müssten diese Partikel dann die Entstehungsphase der Kometen unbeschadet überstanden haben – und das steht nicht im Einklang mit den Bedingungen, die von den gegenwärtigen Modellen der Entstehung des Sonnensystems vorhergesagt werden. Altweggs Fazit: "Dieser Hinweis auf Sauerstoff als eine urzeitliche Substanz wird sicherlich einige theoretische Modelle von der Bildung des Sonnensystems infrage stellen."

Das ist zu diesem Zeitpunkt eine kühne Behauptung. Sie dürfte vor allem dazu dienen, die Studie in die Öffentlichkeit zu tragen. Zwar haben die Forscher den Sauerstoffgehalt über mehrere Monate bestimmt, doch es braucht weit langfristigere Analysen, um die Entdeckung zu festigen. Das Gute: Das Team hat die Möglichkeit dazu, denn Rosetta wird den Kometen noch eine Weile begleiten. Erst in rund einem Jahr soll sie auf Tschuri stürzen und die Instrumente könnten in einem letzten Akt liefern, was zu liefern ist. Auf das Mini-Labor Philae zählen die Forscher dabei nur bedingt. Es ist derzeit inaktiv, da Rosetta sich dem Kometen nun noch mal nähern wird, erhöht sich allerdings die Chance auf Kontakt.

Ihren Höhepunkt hatte die Mission bereits im August erreicht. Damals kamen Komet und Sonde der Sonne am nächsten, seitdem entfernen sie sich wieder von unserem Zentralstern. Die Aktivität von Tschuri lässt somit nach. Doch auf seinem Weg durch das All wird er weiteres Material verlieren, sein Innerstes somit zutage treten – und damit im besten Fall auch weitere Sauerstoffmoleküle.

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