Eisen und Nickeln gehören zu den häufigsten Metallen in unserem Sonnensystem. Sie finden sich nicht nur im Kern der Erde und anderer Planeten, sondern auch in Meteoriten, Meteoren und interplanetarem Staub. Meist liegen diese Metalle in Form fester Verbindungen vor. Durch Sublimation gasförmig werden sie nur bei starkem Erhitzen, wie beispielsweise in den Atmosphären einiger sehr heißer Exoplaneten oder wenn Kometen sehr nahe an der Sonne vorbeifliegen. Der erste Nachweis von neutralem Nickeldampf in der Koma eines Kometen erfolgte in den 1970er Jahren, als der Komet Ikeya–Seki (C/1965 S1) im Abstand von 13 bis 30 Sonnenradien an unserem Stern vorüberflog. Dass sowohl Eisen- als auch Nickelverbindungen in Kometenkernen präsent sind, belegten zudem die Ergebnisse der Raumsonde Stardust, die 2006 erste Staubproben vom Kometen 81P/Wild zur Erde zurückbrachte.
Gasförmiges Eisen und Nickel um eiskalte Kometen
Um mehr über die Zusammensetzung von Kometen und ihrer Gashülle zu erfahren, wertet ein Astronomenteam um Jean Manfroid von der Universität Lüttich in Belgien schon seit fast 20 Jahren regelmäßig Beobachtungsdaten zu Kometen aus, die am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile gesammelt wurden. Dabei analysieren sie vor allem das Spektrum des Lichts, das von den Kometen ausgeht. Denn in ihm hinterlässt jedes chemische Element eine einzigartige Signatur in Form von Spektrallinien. Jedoch waren dabei im Spektrum der Kometenhüllen nie Linien von gasförmigen Eisen- oder Nickelatomen aufgefallen – bis jetzt. Als Manfroid und sein Team sich die Spektren von 20 sonnenfernen Kometen noch einmal näher anschauten, entdeckten sie im blauen Bereich des Spektrums mehrere schwache Spektrallinien, deren Merkmale der von neutralem Eisen und Nickel entsprachen.
“Wir waren sehr überrascht, Eisen- und Nickelatome in der Atmosphäre aller etwa 20 Kometen zu finden, die wir in den letzten zwei Jahrzehnten beobachtet haben, und sogar in solchen, die sich in der kalten Umgebung des Weltraums weit von der Sonne entfernt befinden”, sagt Manfroid. Die Dichte der Metallatome war in der Nähe des Kometenkerns am höchsten und nahm dann mit wachsender Entfernung ab. Insgesamt aber war die Menge der nachgewiesenen Atome sehr gering: Auf rund 100 Kilogramm ausgasenden Wasserdampf kommen nur ein Gramm Eisen und etwa genauso viel Nickel. Aber selbst in solch winzigen Mengen ist die Entdeckung der gasförmigen Metalle überraschend, wie die Forscher erklären. Denn die Temperaturen auf den Oberflächen der beobachteten Kometen lagen zwischen eisigen minus 93 Grad Celsius und etwa 60 Grad plus. Bei diesen Temperaturen dürften Eisen und Nickel normalerweise nicht sublimieren und gasförmig werden.
