Kometen, Vagabunden im Sonnensystem

Kometen, Vagabunden im Sonnensystem

Kometen sind Teile des Sonnensystems und man geht heute davon aus , dass sie aus der Entstehungszeit des Sonnensystems stammen. Ursprünglich bildeten sich die Kometen dort, wo die Planeten enden.

Kometen kommen aus zwei Reservoirs:

• Das eine ist die sog. Oortsche Wolke, die sich weit jenseits des Planetensystems, von ca. 30 000-fachem Erdabstand von der Sonne (30 000 AE) bis in eine Entfernung von mehr als 1 Lichtjahr kugelförmig um die Sonne erstreckt. Man schätzt die Anzahl der Kometen in dieser Zone auf mehr als 1 Trillion. Die Gesamtmasse kann dabei die Jupitermasse durchaus überschreiten. Diese Annahme ist jedoch in hohem Masse spekulativ.
• Die 2. Kometen-Zone ist der sogenannte Kuiper-Gürtel, der sich scheibenförmig, nach der Neptunbahn in ca. 30 AE (30-fache Erdentfernung von der Sonne) bis 100 AE erstreckt, und kleine, aus Eis bestehende Objekte mit Dimensionen von ca. 100km – 400 km beherbergt. Diese 2. Zone ist die Heimat der sog. kurzperiodischen Kometen. Umlaufzeiten von kleiner 200 Jahren gelten hier als kurzperiodisch, darüber als langperiodisch.

Kometen können Umlaufzeiten von einigen Mio. Jahren erreichen, ihre langgestreckten Bahnen mit hoher Exzentrizität werden dann nahezu parabolisch. Es gibt auch Kometen mit parabolischen (e = 1) und hyperbolischen Bahnen (e > 1)

Der Kuiper-Gürtel ist nicht stabil, Objekte stoßen zusammen und zerbrechen teilweise, dadurch werden sie abgelenkt, und kommen so entweder auf eine Bahn in Richtung Sonne oder in das grosse Sammelbecken , die Oortsche Wolke.

Die Umlaufzeit eines Körpers in einer Sonnenentfernung von 0,8 Lichtjahren (50 000 AE) beträgt 11,2 Mio. Jahre. Wenn ein Körper aus dieser Entfernung abgelenkt wird und in Richtung Sonne beschleunigt wird, so dauert es Millionen von Jahren bis er in der Nähe der Sonne auftaucht, und je nach Bahnverlauf sogar die Erdbahn kreuzen kann. Insgesamt sind mehr als 100 Körper bekannt, die innerhalb der Erdbahn ihre geringste Entfernung von der Sonne haben (Perihel), man nennt sie die Erdbahnkreuzer. Damit ist die Kollosion eines Kometen mit der Erde nicht auszuschliessen. In der Vergangenheit haben solche Ereignisse mehrmals stattgefunden, sogar in unserer unmittelbaren Nähe gibt es ein bekanntes Beispiel: Der Nördlinger Ries und das Steinheimer Becken bei Steinheim/Albuch. Das wird auch in Zukunft so sein. Glücklicherweise sind die Zeitspannen zwischen diesen katastrophalen Ereignissen sehr gross und je grösser die Objekte, desto seltener treten die Einschläge auf. Der jüngste Kometeneinschlag auf Jupiter im Jahre 1994, den wir von der Erde aus beobachten konnten, ist das letzte Beispiel eines solchen Ereignisses.

Kometen mit geringer Exzentrizität sind auf früheren Umläufen durch Jupiter oder andere grosse Planeten abgelenkt worden. Ein Paradebeispiel hierfür ist Hale-Bopp, der 1997 am Himmel stand und dessen Bahn sehr genau ermittelt werden konnte. Seine Umlaufzeit war vor der Jupiterstörung 5 200 Jahre und danach 2 700 Jahre. Seine größte Annäherung an Jupiter betrug 0,9 AE , also 10% weniger als der Erdabstand von der Sonne.

Im Gegensatz zu den anderen Kleinkörpern im Sonnensystem sind Kometen seit weit vor unserer Zeitrechnung bekannt. Chinesische Berichte über einen Kometen, den wir heute Halley nennen, gehen zurück bis 240 v. Chr. Komet Halley rast mit 55 km/s durch den sonnennächsten Punkt seiner Bahn, im sonnenfernsten hat er gerade noch eine Geschwindigkeit von 1 km/s. Seine Umlaufzeit dauert 76 Jahre.

Bis 1995 wurden 878 Kometen katalogisiert und ihre Bahnen berechnet. 184 davon sind kurzperiodische.

KometHyakutake am 28.03.1996 um 1.49 UT Foto:Gerald Dietze

Kometen werden nach dem Modell von Fred Whipple auch als schmutzige Schneebälle oder eisige Schmutzbälle bezeichnet, es sind Mixturen aus Eis (Wassereis, und gefrorene Gase) und Staub, der nicht von den Planeten eingefangen wurde, als das Sonnensystem entstanden ist. Wenn Kometen in die Nähe der Sonne kommen, werden sie aktiv! Das Bild, das sie dem Beobachter bieten ist abwechslungsreich und kann sich innerhalb weniger Stunden komplett verändern. Wenn ein Komet in grosser Entfernung zur Sonne steht, so ist er der oben beschriebene schmutzige Schneeball, aus gefrorenem Gas und Staub, sonst nichts. Nach heutigen Vorstellungen ein Konglomerat aus Gesteinsbrocken jeder Größe,vermischt mit gefrorenen Gasen wie CO, O₂, Amoniak (NH₄), CO₂. und auch organischn Verbindungen wie Methan (CH₄) und Essigsäure (CH₃COOH). Ein Eisklumpen, in dem diese Substanzen eingebettet sind.

Nähert er sich nun der Sonne, wird er erhitzt und vom Sonnenwind beaufschlagt. An seiner Oberfläche beginnen nun die gefrorenen Gase zu verdampfen, es bildet sich die Koma. Kern und Koma bilden zusammen den Kometenkopf. Vom Kopf ausgehend treibt der Sonnenwind in ausreichender Sonnennähe die Gasmoleküle und Staubteilchenvom Kometenkopf weg. Es bildet sich ein Gas- und Staubschweif der eine Länge von bis 10 Mio km erreichen kann. Der Gasschweif zeigt ein Emissionsspektrum, da die Moleküle und Ionen durch die sehr energiereiche UV – Strahlung der Sonne zum Leuchten angeregt werden. Der Gasschweif erscheint daher bläulich, während der Staubschweif durch das reflektierte Licht der Sonne gelblich gefärbt ist. Beide Schweife kann man meist getrennt beobachten. Ein typischer Schweif erreicht 2-4 Vollmonddurchmesser (1-2°), in besonderen Fällen wie bei Hale-Bopp z.B. kann er erheblich länger werden.

Kometen sind am hellsten und der Schweif am längsten, wenn sie den kleinsten Sonnenabstand erreicht haben, wenn sie also in der Abenddämmerung untergehen, bzw. vor der Morgendämmerung aufgehen. Die Staubpartikel, die der Komet in Sonnennähe verliert, dispergieren im Raum, einige davon kann man zu einem späteren Zeitpunkt als Sternschnuppen beobachten, wenn die Erde auf ihrer Bahn die Zone eines Erdbahnkreuzers passiert.

Die Helligkeit eines Kometen abzuschätzen ist sehr schwierig. Ein Hilfsmittel ist die Defokusierung eines Sterns bekannter Helligkeit, im Vergleich mit der Helligkeit des Kometen.

Kometen, die der Erde nahekommen sind selten und die meisten kann man nicht mit dem blossen Auge beobachten. 1996 und 1997 mit Hyakutake und Hale-Bopp waren absolute Ausnahmejahre. Kometen als Fernglas- oder gar Teleskopobjekt sind jährlich zu sehen.

Es werden ca. 1 Dutzend jahrlich entdeckt, einige von Amateuren die sich auf die Aufspürung von Kometen, und übrigens auch von Asteroiden, spezialisiert haben.

Willy Mahl 26. 06. 2000

Letzte Änderung am 2009-Mar-15