Erster Nachweis von Methan bei einem interstellaren Kometen

Der interstellare Komet 3I/ATLAS hat bei seinem Flug durch das Sonnensystem überraschend viel Methan freigesetzt – deutlich mehr, als für Kometen des Sonnensystems unter ähnlichen Bedingungen typisch. Das belegen neue Messdaten des James-Webb-Teleskops. Sie sind der erste Nachweis von Methan bei einem interstellaren Objekt, wie Astronomen berichten. Ebenfalls ungewöhnlich ist die verzögerte Ausgasung des Methans – dies liefert spannende Hinweise auf die extrasolare Vergangenheit des Kometen.

Bisher haben Astronomen erst drei interstellare „Besucher“ unseres Sonnensystems entdeckt und beobachtet – das Objekt 1I/’Oumuamua, den Kometen 2I/Borisov und im Jahr 2025 den interstellaren Kometen 3I/ATLAS. Dieser war mit rund 2,6 Kilometer Durchmesser das größte, schnellste und wahrscheinlich älteste der drei extrasolaren Himmelskörper. Er hat am 29. Oktober 2025 den sonnennächsten Punkt seiner Bahn passiert und ist seither auf dem Weg aus unserem Sonnensystem hinaus.

„Während ihres kurzen Fluges durch unser Sonnensystem bieten uns solche interstellaren Objekte Einblicke in die Population kleiner extrasolarer Himmelskörper“, erklären Matthew Belyakov vom California Institute of Technology in Pasadena und seine Kollegen. „Deshalb gab es konzertierte Bemühungen, die Chemie der Koma von 3I/ATLAS zu charakterisieren.“ Die gas- und staubreiche Hülle um den Kometenkern entsteht, wenn durch Erwärmung flüchtige Substanzen aus dem Kern ausgasen. Bei 3I/ATLAS haben Astronomen bereits Wasserdampf, Kohlenmonoxid (CO), ungewöhnlich viel Kohlendioxid (CO2) sowie Methanol und Cyanwasserstoff nachgewiesen.

3I/ATLAS setzt auch Methan frei

Jetzt haben die Astronomen einen weiteren chemischen Bestandteil des interstellaren Kometen identifiziert: Methan (CH₄). Für ihre Analysen hatten sie 3I/ATLAS am 16. und 27. Dezember 2025 mit dem MIRI-Spektrometer des James-Webb-Teleskops ins Visier genommen. Der interstellare Komet war zu dieser Zeit wieder auf dem Weg aus dem Sonnensystem hinaus und 329 beziehungsweise 379 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt.

Die im mittleren Infrarot aufgenommenen Spektraldaten zeigten gleich mehrere deutliche Signaturen von Methan. „Dies ist der erste direkte Nachweis von Methan auf einem interstellaren Objekl“, schreiben die Astronomen. Bei der ersten Messung am 16. Dezember gaste 3I/ATLAS demnach 4,2 x 10>sup>26 Methanmoleküle pro Sekunde aus. Diese Menge ist deutlich höher als bisher bei Kometen des Sonnensystems gemessen, wie Belyakov und sein Team berichten. Bei der zweiten Messung zwei Wochen später war die Methan-Ausgasung jedoch nur noch halb so hoch.

Unerwartetes Verhalten

Das Überraschende jedoch: Methan ist ein leicht flüchtiges Gas und hätte daher schon bei Annäherung des Kometen an seinen sonnennächsten Punkt und während dieses Perihels stark ausgasen müssen. Doch als Belyakov und seine Kollegen in Beobachtungsdaten des James-Webb-Teleskops vom 25. August 2025 nach der Spektralsignatur von Methan suchten, war diese bei 3I/ATLAS zwar vorhanden, aber unerwartet schwach:

„Die CH₄-Werte vom August sind fast eine Größenordnung niedriger, als man anhand unserer späteren Messungen erwarten würde“, erklärt das Team. Obwohl der interstellare Komet im August der Sonne näher war und seine Oberfläche folglich wärmer war, trat zu diesem Zeitpunkt weniger Methangas aus dem Kometenkern aus. „Methan ist hypervolatil und hat eine signifikant niedrigere Sublimationstemperatur als CO2“, erklären die Astronomen. „Daher hätte Methaneis auf der Oberfläche von 3I/ATLAS zu diesem Zeitpunkt heftig ausgasen müssen.“

Erste Erwärmung schon im Herkunftssystem?

Wie ist dies zu erklären? Nach Ansicht der Astronomen spricht dies dafür, dass 3I/ATLAS schon früher einmal stärker erhitzt wurde – möglicherweise noch in seinem Heimat-Planetensystem. Dadurch gaste ein großer Teil des Methaneises an der Kometenoberfläche schon damals aus. „Das übrigbleibende Reservoir ursprünglichen Methaneises liegt deshalb in tieferen Schichten des interstellaren Kometen“, mutmaßen Belyakov und seine Kollegen.

Weil die Wärme der Sonnenpassage nur langsam bis in diese tieferen Bereiche des Kometenkerns vordrang, gaste dieses Methan mit Verzögerung aus. „Dieses Verhalten zeigt sich auch beim Kohlenmonoxid – das noch flüchtiger ist als Methan“, berichten die Astronomen. „Die Kohlenmonoxidproduktion lag in den Dezembermessungen um das 40-Fache höher als beim Perihel von 3I/ATLAS.“ Damit liefern die neuen Messungen ein weiteres Puzzleteil in der Erforschung des interstellaren Kometen.

Quelle: Matthew Belyakov (California Institute of Technology, Pasadena) et al., The Astrophysical Journal Letters, 2026; doi: 10.3847/2041-8213/ae5700

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar