Die NASA gab kürzlich bekannt, dass Astronomen mithilfe des James Webb-Weltraumteleskops zum ersten Mal den „chemischen Fingerabdruck“ eines Kometen von außerhalb des Sonnensystems – 3I/ATLAS – im mittleren Infrarotband erhalten haben. Dabei wurde festgestellt, dass dieser Kometen Methan und eine große Menge flüchtiger Substanzen wie Kohlendioxid enthält, was darauf hindeutet, dass dieser interstellare Besucher möglicherweise in einem Planetensystem geboren wurde, das sich völlig vom Sonnensystem unterscheidet.
3I/ATLAS ist ein seltener interstellarer Komet, der nicht aus dem Sonnensystem stammt, sondern in unsere interstellare Nachbarschaft einbrach, nachdem er sich von Planetensystemen um andere Sterne gelöst hatte. Das Hubble-Weltraumteleskop hat ihn bereits am 21. Juli 2025 abgebildet, als der Komet etwa 365 Millionen Kilometer von der Erde entfernt war. Die neuesten Beobachtungen des Webb-Teleskops haben die detaillierte chemische Zusammensetzung des umgebenden Gases im mittleren Infrarotband weiter enthüllt.
Das Forschungsteam nutzte das Mittelinfrarot-Instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument), das mit dem Webb-Teleskop ausgestattet ist, um zwei Verfolgungsbeobachtungen von 3I/ATLAS durchzuführen, während der Komet das Perihel passierte und sich allmählich von der Sonne entfernte. Die erste Beobachtung fand am 15. und 16. Dezember 2025 statt, als der Komet etwa 205 Millionen Meilen (etwa 329 Millionen Kilometer) von der Sonne entfernt war; Die zweite Beobachtung erfolgte am 27. Dezember, als er sich auf eine Position von etwa 236 Millionen Meilen (etwa 379 Millionen Kilometer) entfernt hatte.
Die Beobachtungsergebnisse zeigen, dass dies das erste Mal ist, dass Menschen Methangas direkt auf einem interstellaren Objekt entdeckt haben. Methan ist eine sehr flüchtige Substanz, die sich schnell von festem Eis in Gas verwandelt, normalerweise bei einem leichten Temperaturanstieg. Das dieses Mal entdeckte Methan erschien, nachdem der Komet das Perihel passiert hatte, was darauf hindeutet, dass das Methan möglicherweise lange Zeit unter der Oberfläche des Kometenkerns vergraben war, durch die äußere Materialschicht abgeschirmt war, und sich in der frühen Erwärmungsphase nicht verflüchtigte und entwich.
Wissenschaftler spekulieren, dass, wenn sich 3I/ATLAS der Sonne nähert, das Sonnenlicht das Eis in den tieferen Schichten des Kometenkerns weiter erhitzt, wodurch das zuvor darin eingeschlossene und gespeicherte Methan freigesetzt wird und in Form von Gas aus der Umgebung des Kometen diffundiert. Überraschenderweise ist das nachgewiesene Methan dieses Mal im Vergleich zu Wasserdampf relativ reichlich vorhanden. Dieses chemische Verhältnis ist bei Kometen im Sonnensystem äußerst selten, was den Unterschied in der Zusammensetzung zwischen diesem interstellaren Kometen und lokalen Kometen verdeutlicht.
Zusätzlich zu Methan bestätigten MIRI-Spektren auch, dass der Kohlendioxidgehalt in 3I/ATLAS ungewöhnlich hoch ist. Dieser Komet setzte im Verhältnis zu Wasser ein deutlich höheres Verhältnis von Kohlendioxid frei als typische Kometen des Sonnensystems. In Kombination mit der ungewöhnlichen Häufigkeit zweier flüchtiger Spezies, Methan und Kohlendioxid, glaubt das Forscherteam, dass diese Kombination auf einen Entstehungsort hinweist, der sich stark von der Umgebung unterscheidet, die wir im frühen Sonnensystem kennen.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass der hohe Gehalt an Methan und Kohlendioxid in 3I/ATLAS darauf zurückzuführen sein könnte, dass sich die Temperatur, die chemische Zusammensetzung und die Strahlungsbedingungen der protoplanetaren Scheibe um ihren Mutterstern erheblich von denen im Sonnensystem unterscheiden. Beispielsweise könnte es sich in einer kälteren Region gebildet haben, die reich an bestimmten kohlenstoffbasierten Molekülen ist, oder es kann nach seiner Entstehung verschiedene Migrations- und Evolutionsprozesse durchlaufen haben, wodurch chemische Signaturen im Eis „versiegelt“ wurden, die sich von denen der Kometen des Sonnensystems unterscheiden.
Während sich der Komet weiter von der Sonne entfernte, verzeichnete das Webb-Teleskop einen deutlichen Rückgang seiner Gasfreisetzungsaktivität, insbesondere den deutlichsten Rückgang der Wasserdampfproduktion. Das wissenschaftliche Forschungsteam erklärte, dass dieses Phänomen mit den allgemeinen Erwartungen an den physikalischen Prozess von Kometen übereinstimmt: Je weiter ein Komet von der Sonne entfernt ist, desto weniger Wärme erhält er, und die Sublimationseffizienz von Oberflächen- und inneren Eiskörpern nimmt ab, sodass die Gasfreisetzungsrate verschiedener flüchtiger Substanzen abnimmt.
Wassereis ist weniger flüchtig als Methan und Kohlendioxid. Wenn sich der Komet also von der Sonne entfernt und die Temperatur weiter sinkt, wird die Produktion von Wasserdampf als erstes stark zurückgehen. Diese Änderung bietet Wissenschaftlern eine dynamische Perspektive, um das Freisetzungsverhalten verschiedener flüchtiger Stoffe an verschiedenen Orten in der Kometenumlaufbahn zu beobachten und dadurch die Zusammensetzung und Struktur verschiedener Ebenen im Kometenkern einzuschränken.
Auf technischer Ebene stützte sich diese Beobachtung auf das Spektrometer mittlerer Auflösung (Medium Resolution Spectrometer) in MIRI. Das Instrument kann Licht im mittleren Infrarotbereich in verschiedene Wellenlängen zerlegen und in Form einer „Integral Field Unit“ gleichzeitig Spektraldaten an verschiedenen Orten in einem kleinen Himmelsbereich erfassen. Auf diese Weise können Wissenschaftler sowohl die spezifischen Gaszusammensetzungen rund um den Kometenkern identifizieren als auch die räumliche Verteilung dieser Gase in der Koma kartieren.
Die Bildanalyse zeigt, dass sich der Wasserdampf weit über den Kometenkern hinaus verteilt, da ein erheblicher Teil des Wassers freigesetzt wird, wenn eisige Partikel in der Koma erhitzt werden. Im Gegensatz dazu sind Kohlendioxid und Methan in der Nähe des Kometenkerns stärker konzentriert, was darauf hindeutet, dass sie hauptsächlich direkt aus der Sublimation der Eisschicht im Kometenkern stammen. Durch den Vergleich der räumlichen Verteilung verschiedener Gasarten konnte das Forschungsteam die Quellen und Verflüchtigungsmechanismen der Materialien in jeder Schicht innerhalb von 3I/ATLAS genauer charakterisieren.
Astronomen weisen darauf hin, dass jeder interstellare Komet wie eine „chemische Probe“ aus einem fremden Planetensystem ist, die Menschen helfen kann, die Planetenentstehungsumgebungen verschiedener Sternensysteme zu vergleichen. Die Beobachtungsergebnisse von 3I/ATLAS zeigen, dass es im Universum reiche und vielfältige Planetensysteme und chemische Typen kleiner astronomischer Körper gibt, und das Sonnensystem ist nur eine Möglichkeit. Während Geräte wie das Webb-Teleskop weiterhin in Betrieb sind, wird erwartet, dass detaillierte Beobachtungen von mehr interstellaren Besuchern in der Zukunft die Entstehungsbedingungen und Entwicklungsbahnen eisiger Objekte in anderen Planetensystemen weiter aufdecken.
Relevante Forschungsergebnisse wurden in „The Astrophysical Journal Letters“ mit dem Titel „The Volatile Inventory of 3I/ATLAS as Seen with JWST/MIRI“ veröffentlicht. Zum Autorenteam gehören Matthew Belyakov, Ian Wong, Bryce T. Bolin, M. Ryleigh Davis, Steven J. Bromley, Carey M. Lisse und Michael E. Brown. Der Artikel wurde am 8. April 2026 offiziell veröffentlicht.