Kometen

von Günther Bendt 2017

Aussehen von Kometen

Kometen sind ungewöhnliche Mitglieder unseres Sonnensystems. Sie erscheinen als kleine, leuchtschwache und sehr zarte rundliche Nebel, die im Laufe von Monaten langsam auf ihrer Bahn über den Nachthimmel ziehen. Pro Jahr können einige Dutzend Kometen beobachtet werden, davon kann man die meisten nur in lichtstarken Fernrohren wahrnehmen. Manchmal werden Kometen so hell, dass sie auch mit dem Fernglas gesehen werden können. Nur selten werden Kometen so hell, dass man sie auch mit dem bloßen Auge sehen kann. Das war zum Beispiel beim Kometen Hale-Bopp der Fall, der 1997 am Nachthimmel zu sehen war.

Auf lang belichteten Aufnahmen von Kometen sieht man, dass die Kometen einen Kometenschweif haben. Dieser Schweif zeigt stets von der Sonne weg. Die Ursache für diese Ausrichtung ist der Sonnenwind: Er besteht aus einem Strom aus schnellen Partikeln, die mit 300 – 700 km/s von der Sonne wegfliegen. Dieser Partikelstrom enthält nur ca. 5 Teilchen/cm³, doch er bläst Material von dem Kometen fort und nimmt es mit sich. Das vom Sonnenwind fortgetragene Material reflektiert das Sonnenlicht und wird dadurch als Kometenschweif sichtbar.

Geschichte der Kometen

Im 4. Jahrhundert v. Chr, erklärte der griechische Philosoph und Wissenschaftler Aristoteles die Kometen als giftige Wolken, die aus fernen Fiebersümpfen aufsteigen, sich in unserer Atmosphäre bewegen, durch die Hitze der Sonnenwagens in Brand geraten und Tod und Krankheit über Mensch und Tier bringen können. Durch diese Erklärung wurden Kometen bis in die Neuzeit als Anzeichen für ein drohendes Unglück verstanden und sehr aufmerksam beachtet. Bis in das späte 18. Jahrhundert bestand eine der wesentlichen Aufgaben der Astronomen darin, jeden auftretenden Kometen frühzeitig zu entdecken, sodass die örtliche Obrigkeit rechtzeitig Maßnahmen zu Gefahrenabwehr einordnen konnte. Man holte z. B. das Vieh in den Stall, ließ die Kinder nur noch im Haus spielen, deckte alle Brunnen ab und betete.

Erst Tycho Brahe entdeckte im Jahre 1577, dass die Kometen sich nicht innerhalb der Atmosphäre bewegen, sondern ihre Bahnen zwischen den Planeten ziehen. Dabei fand er, dass die Kometen die vermeintlichen festen Kristallsphären des bis dahin als verbindlich betrachteten Ptolemäischen Himmelssystems mühelos durchquerten. Daraus schloss Tycho, dass das von den griechischen Astronomen erdachte Getriebe aus durchsichtigem Kristall, dessen mechanische Funktion die regelmäßige Bewegungen der Planeten um die Erde bewirkt, nicht existiert.

Durch genaue Beobachtung der Kometen und der Spektralanalyse ihres Lichts weiß man heute, dass Kometen einen kalten Kern aus dunklem Staub und Gesteinsbröckchen enthalten, welcher von Wassereis und gefrorenen Gasen zusammengehalten wird. Dieser Kern ist einige Hundert Meter bis zu mehreren zig Kilometern groß und hat eine Masse von einigen Millionen bis zu 100 Milliarden Tonnen. Damit Kometen wahrgenommen werden können, muss ihre Entfernung von der Sonne niedrig genug sein, damit die Sonnenstrahlung ihre Oberfläche aufheizen kann. Dann bringt die Hitze unter der Oberfläche des Kometen vorhandenes Eis zum Verdampfen, das Bestandteil des Kometenmaterials ist. Der austretende Dampf reißt Staubpartikel von der Oberfläche des Kometenkerns mit und bläst sie langsam n den Weltraum. Diese Staubpartikel bilden allmählich eine mehrere Millionen Kilometer große, sehr dünne Staubwolke, die von der Sonne beleuchtet wird. Diese Wolke ist das, was als Komet sichtbar ist. Man nennt sie die Koma.

Quelle der Kometen

Der Ursprung der Kometen liegt jenseits des Kuyper-Gürtels in der so genannten Oortschen Wolke. Deren Radius beträgt ca. eine Billion Kilometer, sie enthält viele Milliarden Kometenkerne, die auf elliptischen Bahnen sehr langsam um die Sonne laufen, mit Umlaufzeiten von bis zu 500000 Jahren. Die individuelle Masse dieser Kometenkerne ist ähnlich der von Asteroiden, und die Abstände zwischen ihnen sind sehr groß. Aber hin und wieder kann es vorkommen, dass die Bahnen einiger Kometenkerne in dieser Wolke über eine lange Strecke in geringem Abstand voneinander ungefähr parallel verlaufen. Dann können Kometenkerne, die auf diesen Bahnen ziehen, viele Jahrtausende langsam nebeneinander herwandern, und dabei verändert die zwischen ihnen wirkende Schwerkraft ihre Bahnen. Die beiden Kometenkerne nähern sich langsam einander an. Dabei wandert der von der Sonne aus gesehen äußere Kometenkern eine nach innen und wird dadurch schneller, während der bislang auf der inneren Bahn ziehende Kometenkern nach außen wandert und dabei langsamer wird. In der Folge bewegt sich der nach innen gewanderte Kometenkern allmählich mehr in Richtung zur Sonne, er wird dabei allmählich schneller. Nach vielen hunderttausend Jahren befindet er sich schließlich so nahe zur Sonne, dass Eis und gefrorene aus seiner Oberfläche verdampfen, wodurch der Kometenkern Staub ins All bläst, der dann als Komet sichtbar wird.

Kometenbahnen

In der Regel wandern Kometen auf ihrem elliptischen Bahnbogen um die Sonne herum und kehren danach wieder in die Oortsche Wolke zurück. Die Bahn des Kometen ist fortan eine extrem exzentrische Ellipse. Nach vielen Jahrtausenden kehrt der Kometenkern auf seiner Bahn wieder zur Sonne zurück und erscheint hier wieder als Komet. Man nennt solche Kometen „langperiodische Kometen“.

In Lehrbüchern kann man lesen, dass Kometen auch auf parabolischen oder hyperbolischen Bahnen um die Sonne laufen können. Solche Bahnen können in der Praxis aber nicht auftreten, weil die Sonne ebenso wie die anderen Sterne und ferne Himmelskörper sich mit verschieden hohen Geschwindigkeiten (200 +- 8 km/s) auf ihren Bahnen um das Milchstraßenzentrum bewegen. Wenn ein Komet in Sonnennähe sichtbar wird, muss er zwangsläufig ein Bestandteil des Sonnensystems sein und läuft somit auf einer sehr lang gezogenen elliptischen Bahn um die Sonne.

Wenn ein Komet aus der Oortschen Wolke kommend nahe an einem Planeten des Sonnensystems vorbeiwandert, verändert die Schwerkraft des Planeten die Bahn des Kometen. Das ist z. B. dem Kometen Hale-Bopp passiert. Der Komet wurde 1995 entdeckt. Vor seiner Sonnenpassage im Jahre 1997 war er ein langperiodischer Komet mit einer Umlaufzeit von 4200 Jahren. Anschließend passierte er Jupiter, wodurch die Kometenbahn so verändert wurde, dass Hale-Bopps Umlaufzeit auf 2380 Jahre verkürzt wurde, er wird daher bereits im Jahre 4419 zur Sonne zurückkehren.

Wenn der Komet sehr nahe an einem Planeten vorbeiwandert, kann seine Bahn so stark verändert werden, dass seine Umlaufzeit auf wenige Jahre, Jahrzehnte oder Jahrhunderte schrumpft. Solche Kometen nennt man „kurzperiodische Kometen“. Bekannte Beispiele sind der Halley’sche Komet, der Enke‘sche Komet, der Komet Tempel-Tuttle und der Komet Swift-Tuttle. Derzeit sind ca. 350 kurzperiodische Kometen bekannt.

Beobachtungen des Sonnen-Satelliten SOHO zeigen, dass sehr viele kleine Kometen erst in unmittelbarer Sonnennähe sichtbar werden, weil sie für ihre vorherige Beobachtung zu schwach sind und erst nahe an der Sonne so heiß und aktiv werden, dass sie genug Staub produzieren um sichtbar zu sein. Seit 2004 hat das SOHO über 3000 Kometen registriert, die in unmittelbarer Sonnennähe entweder verdampft sind, oder auf ihrer Bahn in die Sonne gestürzt sind.

Sternschnuppenströme

Der vom Kometen freigesetzt Staub wandert entlang der Kometenbahn durch das All und verteilt sich längs der Kometenbahn. Seine Menge nimmt mit jedem Umlauf des Kometen zu. Wenn die Bahn der Erde diese Staubbahnen schneidet, treten auf der Erde besonders viele Sternschnuppen auf. Am 13. August verursacht der Staub des Kometen Tempel-Tuttle die Perseiden, am 17. November erzeugt der Staub des Kometen Swift-Tuttle den Sternschnuppenstrom der Leoniden, der Halley’sche Komet verursacht die Orioniden im Oktober. Am 3. Januar kann man die Quadrantiden sehen, sie entstehen durch den Staub vom Bruchstück eines erloschenen Kometenkerns, das nun als Asteroid 1003 EH1 seine Bahn um die Sonne zieht.

Kometenbeobachtung

Wenn Kometen am Himmel stehen, kann man damit Kometen aufspüren. Zur Beobachtung von Kometen benötigt man lichtstarke Fernrohre kurzer Brennweite. Man nennt solche Fernrohre „Kometensucher“.

Kometen sehen im Kometensucher einem Kugelsternhaufen oder einer elliptischen Galaxie sehr ähnlich, sie bewegen sich im Gegensatz zu Kugelsternhaufen oder Galaxien jedoch sehr langsam am Himmel weiter. Ihr Licht erscheint zudem etwas grünlich, weil die vom Kometenkern abströmenden Gase Moleküle enthalten, die durch die UV-Strahlung der Sonne zum Fluoreszieren gebracht werden.

Hellere Kometen kann man auch mit Ferngläsern beobachten. Nur sehr selten können Kometen so hell werden, dass sie mit bloßem Auge sichtbar sind. Ein Komet scheint umso heller, je größer der Kometenkern ist, je geringer seine Entfernung von der Sonne ist und je geringer sein Abstand von der Erde ist.

Wussten Sie schon?

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