Neue Isotopenmessungen schärfen die Entstehungsgeschichte des interstellaren Kometen 3I/ATLAS

Ein zweites Teleskop bestätigt einen ungewöhnlich alten Besucher

Neue spektroskopische Beobachtungen des interstellaren Kometen 3I/ATLAS, die mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile gewonnen wurden, stützen unabhängig einen früheren Befund, wonach das Objekt weit älter ist als die Sonne und in einer chemisch fremdartigen Umgebung entstand. Die VLT-Daten, veröffentlicht am 6. Juli 2026 in Nature Astronomy, liefern den Astronomen die ersten jemals an einem interstellaren Kometen gemessenen Isotopenverhältnisse und erhärten die These, dass 3I/ATLAS ein Relikt der Planetenentstehung um einen frühen, metallarmen Stern ist.

Die Arbeit wurde laut Fachartikel und der Berichterstattung von Space.com über das Team von J. Manfroid und D. Hutsemékers von der Universität Lüttich gemeinsam mit Cyrielle Opitom von der Universität Edinburgh geleitet. Weitere Mitautoren sind E. Jehin, M. M. Knight, K. Aravind, L. Ferellec, D. Bodewits, V. V. Guzmán, M. Cordiner, R. C. Dorsey, F. La Forgia, M. Lippi, B. P. Murphy, C. Snodgrass und M. Bannister – von Institutionen aus Belgien, dem Vereinigten Königreich, den Vereinigten Staaten, Italien, Finnland und Neuseeland.

Was die neuen Zahlen besagen

Mit dem Ultraviolet and Echelle Spectrograph (UVES) am VLT richtete das Team die Teleskope auf das CN-Molekül, das beim Annähern an die Sonne aus Koma und Schweif von 3I/ATLAS freigesetzt wurde. Sie berichten ein Kohlenstoff-12- zu Kohlenstoff-13-Verhältnis von 151 mit einer Unsicherheitsspanne von 107 bis 261 sowie ein Stickstoff-14- zu Stickstoff-15-Verhältnis von 363 mit einer Unsicherheitsspanne von 210 bis 996. Beide Verhältnisse liegen deutlich über den Werten, die üblicherweise bei Kometen unseres Sonnensystems gemessen werden, wo 14N/15N bei etwa 150 liegt.

Space.com weist darauf hin, dass Kohlenstoff-13 im Laufe der kosmischen Zeit – vor allem in Roten Riesensternen – stärker angereichert wird als Kohlenstoff-12. Ein ungewöhnlich an Kohlenstoff-12 reiches Objekt wie 3I/ATLAS muss daher entstanden sein, bevor diese Anreicherung in der Galaxie weit fortgeschritten war. Der 12C/13C-Wert deckt sich mit dem höheren als solaren Wert, den das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA zuvor geliefert hatte – eine unabhängige Kreuzbestätigung der Altersschätzung.

Ein Ursprung am kalten Rand eines anderen Sonnensystems

Der Stickstoffwert ist der bemerkenswertere der beiden. Wie aus dem Nature-Astronomy-Artikel hervorgeht, liegt das 14N/15N-Verhältnis in 3I/ATLAS nahe an Werten, die im interstellaren Medium, in prästellaren Wolkenkernen und in den äußeren Bereichen protoplanetarer Scheiben junger Sterne gemessen werden – nicht aber in den inneren, wärmeren Zonen solcher Scheiben, in denen die meisten Kometen des Sonnensystems vermutlich entstanden sind. Die Autoren folgern, dass die Messungen mit einer Entstehung von 3I/ATLAS in der äußeren Scheibe eines älteren, metallarmen Sterns vereinbar sind.

Space.com zitiert Aravind Krishnakumar, Teammitglied an der Universität Lüttich, der das Ergebnis in einfachen Worten zusammenfasst: „Anders als Kometen aus unserem Sonnensystem trägt dieser interstellare Besucher ungewöhnlich hohe Kohlenstoff- und Stickstoffisotopenverhältnisse.“ Rosemary Dorsey, Astronomin an der Universität Helsinki, bezeichnete 3I/ATLAS als „eine wirklich spannende Möglichkeit, die Zusammensetzung eines anderen Planetensystems zu untersuchen, das lange vor unserer Sonne und unserem Sonnensystem entstand“. Opitom beschrieb interstellare Objekte ihrerseits als „eine Art Fossilien aus einem Planetenentstehungsprozess, der sich sehr weit entfernt abgespielt hat – den wir aber aus viel größerer Nähe untersuchen können“.

Zeitstrahl zu 3I/ATLAS und seinem Platz unter den interstellaren Besuchern

3I/ATLAS wurde im Juli 2025 im Rahmen des ATLAS-Surveys in etwa 5 astronomischen Einheiten Entfernung von der Sonne entdeckt und war laut dem Nature-Astronomy-Artikel zu diesem Zeitpunkt bereits aktiv. Sein Perihel – der sonnennächste Punkt seiner Bahn – ereignete sich am 29. Oktober 2025. JWST-Beobachtungen bei 3,3 AE vor dem Perihel zeigten eine Koma, die extrem reich an Kohlendioxid und in geringerem Maße an Kohlenmonoxid ist, relativ zu Wasser. Messungen nach dem Perihel bei 2,4 AE ergaben ein CO/H₂O-Verhältnis von 2,33 ± 0,07, das im Artikel als hoch im Vergleich zum Durchschnittskometen in dieser Entfernung beschrieben wird.

Bodengestützte optische Spektren offenbarten zudem eine sehr hohe Nickelhäufigkeit und – während sich der Komet dem Perihel näherte – Eisen in der Koma, wobei das anfängliche Ni-I/Fe-I-Verhältnis das bei Kometen des Sonnensystems beobachtete überstieg. Eine separate Studie fand ein außergewöhnlich hohes CH₃OH/HCN-Verhältnis, höher als bei allen Kometen des Sonnensystems mit einer Ausnahme. In der Zusammenschau schreiben die Nature-Astronomy-Autoren, „diese Zusammensetzungssignaturen legen nahe, dass 3I unter Bedingungen entstand, die sich deutlich von denen im Sonnensystem unterschieden“.

Warum die ersten beiden interstellaren Objekte diese Antwort nicht liefern konnten

Astronomen haben bislang drei bestätigte interstellare Besucher katalogisiert. Das erste, 1I/‚Oumuamua, wurde 2017 entdeckt und zeigte nie nachweisbares Gas, was Isotopenmessungen unmöglich machte. Das zweite, 2I/Borisov, wurde 2019 entdeckt, war aber zu leuchtschwach für die hochauflösende Spektroskopie, die nötig wäre, um verlässliche Isotopenverhältnisse aus seiner Koma zu gewinnen. 3I/ATLAS war daher das erste interstellare Objekt, das hell und aktiv genug war, damit die UVES-Technik gelingen konnte – ein Punkt, der sowohl im Fachartikel als auch in der Space.com-Berichterstattung hervorgehoben wird.

Wie 3I/ATLAS möglicherweise ins All gestoßen wurde

Der Nature-Astronomy-Artikel identifiziert keinen bestimmten Auswurfmechanismus, sondern konzentriert sich auf den durch die Isotope implizierten Ort in der Scheibe. Space.com skizziert einen möglichen Pfad und verweist auf Modelle, denen zufolge wandernde Riesenplaneten kleine Körper ins All schleudern können. Da 3I/ATLAS jedoch weit entfernt von solcher Planetenaktivität – in einer Kuipergürtel-ähnlichen Region seines Muttersternsystems – entstanden zu sein scheint, sei es ebenso plausibel, dass ein vorbeiziehender Stern den Kometen gravitativ entrissen und auf eine lange, einsame Bahn durch die Galaxis geschickt habe.

Warum das für die Planetenforschung wichtig ist

Direkte Proben von Material aus anderen Planetensystemen sind selten. Teleskope können protoplanetare Scheiben um junge Sterne untersuchen, doch bei Entfernungen von Hunderten Lichtjahren ist der Detailgrad begrenzt. Ein interstellarer Komet, der durch das innere Sonnensystem zieht, lässt sich mit Instrumenten wie JWST, UVES und anderen hochauflösenden Spektrographen aus wesentlich größerer Nähe beobachten – so können Astronomen Isotopenverhältnisse, Molekülhäufigkeiten und Staubeigenschaften messen, die sonst unzugänglich wären. Die Nature-Astronomy-Autoren beschreiben interstellare Objekte als ein „einzigartiges Fenster in die Bedingungen, die in diesen Scheiben herrschen, wo Planetesimalen und Planeten entstehen“.

Die Befunde haben auch Implikationen dafür, wie verbreitet Planetenentstehung um metallarme Sterne ist, die in der frühen Milchstraße deutlich häufiger waren als die sonnenähnlichen, metallreichen Sterne, die heute die solare Nachbarschaft dominieren. Wenn 3I/ATLAS repräsentativ ist, könnte die Bildung von Planetesimalen in den kalten Außenregionen solcher Scheiben effizient genug gewesen sein, um viele von ihnen mit kometenartigen Körpern zu bestücken.

Einschränkungen und offene Fragen

Der Nature-Astronomy-Artikel ist frei zugänglich und wurde am 6. Juli 2026 veröffentlicht, mit Manfroid und Hutsemékers als gemeinsame Erstautoren. Das berichtete 14N/15N-Verhältnis ist mit einer sehr großen Unsicherungsspanne von rund 210 bis 996 behaftet; die Autoren mahnen zur Vorsicht bei einer Überinterpretation des Absolutwerts. Sie argumentieren jedoch, dass bereits die Untergrenze ausreiche, um das Verhältnis klar über den Bereich sonnensystemtypischer Kometen und in den Bereich von Material aus äußeren Scheiben und prästellaren Wolken zu rücken.

Das 12C/13C-Verhältnis ist mit dem JWST-Ergebnis vereinbar, das Anfang 2026 von einem Team um Martin Cordiner vom Goddard Space Flight Center der NASA veröffentlicht wurde und das Alter von 3I/ATLAS anhand von Kohlenstoff- und Deuteriumisotopen auf 10 bis 12 Milliarden Jahre schätzte. Keine der konsultierten Quellen berichtet eine numerische Altersaktualisierung durch das VLT-Team; Space.com beschreibt den neuen Kohlenstoffwert schlicht als Stütze der JWST-Beobachtungen.

Was als Nächstes zu erwarten ist

Astronomen werden versuchen, dieselbe UVES-Technik auf den nächsten hellen interstellaren Besucher anzuwenden, da die ersten beiden bekannten Objekte keine Isotopenmessungen lieferten. Die weitere Beobachtung von 3I/ATLAS auf seinem Weg von der Sonne könnte es JWST und anderen Einrichtungen ermöglichen, das Inventar gemessener Moleküle über CN hinaus zu erweitern und die Einschränkungen zu verfeinern, wo und wann der Komet entstand. Wie Opitoms Team anführt, ist jedes neue interstellare Objekt eine Chance zu prüfen, ob die Entstehung am Scheibenrand um ältere, metallarme Sterne eher die Regel oder die Ausnahme unter den Planetensystemen der Milchstraße ist.