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Kometen

Eiskalte Boten aus den Tiefen des Sonnensystems
Was sind Kometen?
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exzentrische Kometenbahn
Kometen sind Kleinkörper des Sonnensystems. Sie bewegen sich auf langgestreckten, ellipsenförmigen Bahnen um die Sonne.

Das Erscheinungsbild eines Kometen besteht für gewöhnlich aus drei Komponenten - einem kleinen irregulären Kern, einer kugelförmigen, gasartigen Koma, die den Kern umgibt und einem mehr oder weniger langen, der Sonne entgegengesetzten Schweif. Der Kometenkern ist die Quelle der Gas- und Staubmassen, die die dramatische Erscheinung eines Kometen verursachen.

NASA, JPL
Kern des Kometen Wild 2, den die Raumsonde Stardust während ihres nahen Vorbeiflugs aus einer Entfernung von 236 Kilometern am 2. Januar 2004 fotografieren konnte.
Gefrorenes Wasser, Kohlendioxid, Methan und Ammoniak sind im Kometenkern mit Staub und Gestein zu einem frostigen und wilden Konglomerat vermischt. Wenn sich der Komet der Sonne nähert, erhitzt und schmilzt die intensive Sonnenstrahlung diese Mischung, die den Kometenkernen den bezeichnenden Beinamen schmutziger Schneeball verliehen hat.

Mächtige Gaswolken zischen dann aus dem Kometenkern heraus. In kurzer Zeit bildet sich eine Nebelwolke, die den Kern umgibt - die Koma. Letztlich fegt der Strahlungsdruck der Sonne und der Sonnenwind, der vor allen aus elektrisch geleadenen Teilchen besteht, das gasförmige bzw. ionisierte Material aus der Koma hinaus in die Tiefen des Weltraums. Es bildet sich ein Schweif, der die Länge von mehreren Millionen Kilometern erreichen kann.

Kometen sind meist sehr unauffällige Erscheinungen, die so gut wie nie mit dem bloßem Auge zu beobachten sind. Besonders »helle Kometen sind im Schnitt nur alle paar Jahre zu beobachten. Ein bekannter heller Komet ist der »Halleysche Komet, welcher im Abstand von 76 Jahren immer wieder am Himmel zu sehen ist. Die letzten beobachteten großen Kometen tragen die Namen Hyakutake und Hale-Bopp. Diese konnten in den Jahren 1996 und 1997 beobachtet werden und waren zwei außergewöhnlich helle und sensationelle Kometen.
Geschichtliche Hintergründe
Historischen Überlieferungen zufolge wurden Kometenerscheinungen häufig als Vorboten für großes Unheil angesehen. Im Mittelalter erklärten sich die Menschen das Ausbrechen der Pest, das Aufflammen eines Krieges oder den Tod eines König mit der Erscheinung eines Kometen. Im Jahr 1066, wurde ein Komet, der später als Halleyscher Komet bekannt wurde, als Ursache für die Niederlage der Sachsen in der Schlacht gegen die Hastings angesehen.

Kometen wurden als dampfende Atemerscheinungen der Erde angesehen. Die Menschen glaubten, dass es sich dabei um atmosphärische Erscheinungen handeln muss. Erst mit dem Fortschritt der Wissenschaft im 16. und 17. Jahrhundert wurden Kometen als Bewohner des Sonnensystems erkannt.

Fred Whipple
1950 prägte der Havard-Astronom Fred Whipple den Begriff Schmutziger Schneeball, um die Konsistenz eines Kometenkerns zu beschreiben. Er begann, Kometen zu studieren als noch sehr wenig über diese Himmelsobjekte bekannt war. Doch für ihn war die Sache klar: Der Kern des Kometen musste ein mehrere hundert Meter bis viele Kilometer großer kalter Brocken sein, der vor allem aus Eis und Gestein besteht.
Eisige Boten der Vergangenheit
Wissenschaftler interessieren sich für Kometen aus verschiedenen Gründen. Man glaubt, dass sich die eisigen Kerne der Schweifsterne in den äußeren Bereichen des Sonnensystems gebildet haben und somit Gestein und Eis enthalten, dass mehrere Milliarden Jahre alt sein könnte. Kometenkerne enthalten demnach tiefgefrorenes und unverändertes Material aus der Entstehungszeit unseres Sonnensystems.

Kometenschweife sind Indikatoren für den Sonnenwind und haben uns geholfen, Erkenntnisse über das innere Sonnensystem zu erlangen.

Nicht zuletzt ist bekannt, dass Kometen auch von Zeit zu Zeit mit Planeten (auch der Erde) kollidieren können. Es existiert also das Bestreben, potentielle Impaktoren rechtzeitig erkennen zu können. Zudem gehen die Wissenschaftler davon aus, dass ein Großteil des Wassers der Erde durch Kometen auf unseren Planeten gelangte.
Der Schweif eines Kometen
Koma und Schweifansatz eines Kometen
Kometen werden oft plötzlich und unerwartet entdeckt, wenn sie sich auf ihrer stark exzentrischen Bahn in Sonnennähe (2 AE) bewegen. Dann beginnt der eisige Kern durch die intensive Sonneneinstrahlung zu schmelzen und Gase auszustoßen. Diese werden vom so genannten Sonnenwind, einem ständig von der Sonne ausgehenden Teilchenstrom von geladenen Partikeln mitgerissen und zum Teil zum Leuchten angeregt. So entsteht der bläulich schimmernde Plasmaschweif (aus Gas- oder Ionenschweif).

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Kometenschweif und -kopf (Kern + Koma = Kopf)
Der hellere, eher weiß erscheinende, meist leicht gekrümmte Staubschweif reflektiert lediglich das Sonnenlicht, da er aus zahlreichen winzigen Staubpartikeln besteht, die aus dem Kometenkern mit samt der Gase freigesetzt wurden.

Den markannten Schweif beobachtet man als eine stets von der Sonne weggerichtete Erscheinung.

Der sogenannte Kopf eines Kometen besteht aus dem festen gefrorenen Kometenkern und der ihn umgebenden nebligen Gaswolke (Koma), die vor allem aus Ansammlungen meteoritischem Materials, Gestein, Eisbrocken und gefrorenen Gasen wie H2O, NH3, CH4, CO2.

In Folge der ständigen Sonneneinstahlung kommt es zur Verdampfung der Materie und zum Herausstoßen der Gase in den Raum. Durch den Strahlungsdruck der Sonne bildet sich von hier aus der markannte Schweifs aus.
Die Oortsche Wolke und der Kuiper-Gürtel
Wenn sich Kometen wieder von der Sonne entfernen, bildet sich zuerst der Schweif zurück. Schließlich verschwindet auch die Koma, der Komet ist nicht mehr zu beobachten. Selbst die besten Teleskope können den Kometenkern nun nicht mehr aufspüren.

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Der 30-50 AE entfernte Kuiper-Gürtel hinter der Neptun-Bahn beherbergt zahlreiche eisige Kometenkerne.
Als Herkunftsort der Kometen werden von Astronomen zwei große Reservoirs angenommen. Das erste ist der so genannte Kuiper-Gürtel. Er befindet sich jenseits der Neptunbahn in einer Zone, die sich in einer Entfernungen von 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (AE) von der Sonne erstreckt. (1 AE = 150 Mio. Kilometer). Der Kuiper-Gürtel ist vermutlich ein Überbleibsel aus der Frühzeit des Sonnensystems, ein Rest der so genannten Protoplanetarischen Scheibe.

Das zweite, viel größere Reservoir von Kometenkernen ist die Oortsche Wolke. In einer Entfernung von rund 75.000 AE befinden sich in ihr vermutlich über 100 Milliarden Kometenkerne. Diese Distanz entspicht ungefähr einem Drittel der Entfernung der nächsten Sterne Proxima und Alpha Centauri. Ab und zu stören diese Kerne ihre Bahnen gegenseitig und ein Besucher macht sich auf den Weg Richtung Sonne.

kurzperiodischer Komet langperiodischer Komet
Ein »periodischer Komet ist mit gewisser Regelmäßigkeit zu beobachten. Die Dauer einer Sonnenumrundung kann je nach Objekt zwischen wenigen Jahren und einigen Jahrhunderten liegen.
Langperiodische Kometen stammen aus der weit entfernten Oortschen Wolke.

Einige Kometen bewegen sich sogar auf parabolischen Bahnen um die Sonne und kehren nie wieder. Diese werden als nicht-periodisch bezeichnet.
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