Astronomie Grundlagen: Die Kometen

Astronomie Grundlagen: Die Kometen

Kometen sind schon immer als Himmelsspektakel verzeichnet und aufgenommen worden. Schon Ihr Anblick lässt Menschen faszinieren. Ihr „Himmelsauftritt“ unterscheidet sie jedoch drastisch von den anderen Gestirnen des Himmels. In der Antike, galten Kometen nicht den Himmelskörpern an, z.B. im „Almagest“ des berühmten Astronomen Ptolemäus kommen Kometen überhaupt nicht vor, denn früher hielt man diese für Erscheinungen der Athmosphäre. Früher hielt man Kometen für Vorboten schlimmer Ereignisse, wie z.B. Schicksale von Völkern oder Seuchen. Kometen galten auch als „Zuchtruten Gottes“, die der Welt unter dem Monde zuzuordnen waren.

Diese Ansicht der Kometen wurde erst durch Tycho Brahe an dem Kometen von 1577 geändert. Er hat seine Beobachtungsdaten mit denen von anderen Beobachtern verglichen, so konnte er Nachweisen, das die Kometen hinter der Mondbahn Ihre Bahn haben, und somit keine Erscheinungen der Atmosphäre sind. Mit der Zeit, analysierte man hunderte Bahndaten unterschiedlicher Kometen, dies führte zu einer interessanten Erkenntnis. Man stellte fest, dass die meisten Kometen aus der Oortschen Wolke kommen.

Als Oortsche Wolke wird ein schalenförmiger Bereich genannt, der das Sonnensystem umschließt, aus ihm sollen die Kometen, die wir im inneren Sonnensystem beobachten können, stammen. Einen direkten Beweis für die Existenz dieser Wolke gibt es nicht und wird es möglicherweise auch nie geben, denn sie soll sich im Abstand zwischen 300 und 100.000 Astronomischen Einheiten befinden, das heißt die äußeren Bereiche lägen bereits 1,5 Lichtjahre(!) von der Sonne entfernt.

Komet LulinTrotzdem wird sie allgemein anerkannt weil sich nur durch ein gigantisches Reservoir an Eis- und Gesteinskörpern erklären lässt, dass sich auch heute noch, über 4,5 Milliarden Jahre nach Entstehung des Sonnensystems, Kometen in das innere Sonnensystem aufmachen, denn bei jedem Umlauf verlieren sie an Material so dass sie bei weitem keine so lange Lebensdauer haben.

Der Theorie nach werden die Kometenkerne aus der Oortschen Wolke durch die Gravitation eines "nah" vorbei laufenden Sterns so gestört, dass sie sich auf den Weg Richtung Gravitationszentrum, also Sonne, machen. Kommen sie nun in die Nähe der Sonne, wird durch den Sonnenwind der Körper erhitzt und er verliert in ihm enthaltene Gase und leichte Staubpartikel die wir dann oftmals als leuchtenden Schweif beobachten können.

Wiederkehrende Kometen

Kometen zählen eindeutig zu den Kleinkörpern des Sonnensystems. Diese bewegen sich auf lang gestreckten Bahnen durch das Sonnensystem, diese Bahnen sind einmalig, und kommen so bei den Planeten oder anderen Himmelskörpern nicht vor.

Somit kommen Kometen in periodischen Abständen immer wieder, das führt dazu, das die Umlaufzeiten der Kometen sehr unterschiedlich sind. Man unterscheidet bei den Umlaufzeiten und Langperiodische Kometen, und den Kurzperiodischen Kometen.

Langperiodische Kometen

Langperiodische Kometen, brauchen für eine Umlaufzeit um die Sonne ca. 200 Jahre manche aber auch bis zu 100 Millionen Jahre.

Kurzperiodische Kometen

Die kurzperiodischen Kometen befinden sich in Sonnen- und Erdnähe und brauchen für einen Umlauf um die Sonne zwischen zwei und hundert Jahre. Der Komet Halley ist der wohl berühmteste Vertreter.

Größen und Formen von Kometen

Die Durchmesser der Kometen, ist sehr unterschiedlich. Ihre Durchmesser liegen im Bereich von 5-50 Kilometern. Die Kerne der Kometen bestehen meistens aus Gestein und Staub, durchsetzt mit gefrorenem Wasser, Ammoniak und Methan, deswegen haben Kometen auch den Spitznamen „Schmutziger Schneeball“.

Angenommen, wir würden von den Kometen nur den Kern sehen können, so gäbe es keine Kometen in dem Sinne wie wir diese hier beschreiben, denn diese wären so erst gar nicht mit bloßem Auge zu erkennen. Aufgrund ihres Aufbaus, gehen in den Kernen der Kometen bei Annäherung an die Sonne dramatische Veränderungen vor sich.

Die Strahlung der Sonne führt dazu, das schon bei einer Entfernung des Kometen zur Sonne von 5-10 Astronomischen Einheiten die Gase des Kometen anfangen zu verdampfen.

Dadurch bildet sich um den Kometenkern ein Koma, das wir von der Erde aus, mit bloßem Auge wahrnehmen können, vorausgesetzt der Komet ist hell und nah genug. Das Koma eines Kometen, kann je nach Abstand zur Sonne und die Größe des Kometenkerns einen Durchmesser von bis zu 100 000 km erreichen. Dies ist ein vielfaches mehr als der Erddurchmesser. Die Gashülle, lässt das Sonnenlicht reflektieren, das den Kometen zu einen verschwommenen Fleck erscheinen lässt.

Der Strahlungsdruck macht sich dann auch noch bemerkbar, der das Gemisch aus Gas und Staub vom Kometenkern in Gegenrichtung der Sonne weg drückt.

Diesen Teilchenstrom sehen wir als Schweif. Solche Kometenschweife erreichen mitunter riesige Dimensionen, wie z.B. Im Jahre 1997 Komet Hale-Bobb. Kometenschweife, können bis zu 300. Mio. Kilometer lang werden.

Wo kommen die Komenten her? Asteroidengürtel?

Ähnlich dem inneren Asteroidengürtel ist der Kuipergürtel eine Zone in dem sich Unmengen von unterschiedlich großen Objekten aufhalten.

Er liegt im Bereich von 30 bis 50 Astronomischen Einheiten (4,5 bis 7,5 Milliarden Kilometer) hinter der Neptunbahn. Das wohl bekannteste Objekt (KBO=Kuiper Belt Object) ist wohl Pluto, dem immerhin 76 Jahre lang (1930-2006) die Ehre zu teil wurde als neunter Planet des Sonnensystems zu gelten.

Nach einer Neuordnung der Begrifflichkeiten, ausgelöst durch mehrere Entdeckungen weiterer großer Objekte im Kuipergürtel, gilt er nun mehr als Zwergplanet. Weitere große Vertreter der KBOs, die mitunter sogar größer als Pluto sind, Eris, Sedna, Orcus und Quaoar. Bisher ist noch keine Raumsonde zu Pluto oder weiter entfernten Objekten vorgedrungen, doch die 2006 gestartete Raumsonde New Horizons wird voraussichtlich im Jahre 2015 Pluto passieren und dabei erstmals hoch aufgelöste Bilder des Zwergplaneten zur Erde senden können, bisher sind selbst die Aufnahme mit dem Hubble Space Telescope nicht viel mehr als ein stark verschwommener Klecks.

Wo kommen die Komenten her? Kuipergürtel?

Nun kommt nicht schon etwa der vierte Planet des Sonnensystems sondern zunächst ein eher weniger schönes Objekt. Nämlich der innere Asteroidengürtel. Zwischen Mars und Jupiter ziehen unzählige kleine Gesteinsbrocken ihre eher unsichere Bahn um die Sonne. Unsicher, weil schon eine kleine Kollision zwischen zweien von ihnen ausreicht um uns mit diesen Brocken zu bombardieren.

Der innere Rand des Gürtels ist 2,1 AE von der Sonne entfernt, der äußere etwa 3,3 AE.
Der Asteroidengürtel stellt auch die Grenze zwischen dem inneren und äußeren Sonnensystem dar.

Kometen aus der Geschichte

In der Vergangenheit haben viele Kometen für Aufregung gesorgt, doch einer von Ihnen ist wohl der berühmteste von allen Komet „Halley“

Edmond Halley war im 17. und 18. Jahrhundert der berühmteste Astronom seiner Zeit. Durch seine Freundschaft mit dem berühmten Astronom Isaac Newton , wusste Halley, das er ein Gesetzt entdeckt hatte, das besagt, das alle Himmelskörper bestimmen sollte. Das Werk von Newton war allerdings noch nicht veröffentlicht, dennoch konnte sich Halley einige Zeilen daraus abschreiben.

Mit diesen Mitteln, versuchte Halley nun, Himmelskörper und dessen Bahnen zu Berechnen. Für drei Kometen, ergab sich überraschenderweise dieselbe Bahn. Der Komet von 1682 hatte die gleiche Umlaufbahn wie der Komet von 1531 und 1607. Nun vermutete er, das es sich um den selben Kometen handelte.
Nun errechnete er, das dieser Komet 1758 wiederkehren wird. Dieser Komet, von dem wir hier Sprechen wird heute Komet „Halley“ genannt. Durchschnittlich alle 76 Jahre kommt Komet Halley in Erdnähe. Die nach Giotto benannte Raumsonde „Giotto“ fotografierte den Kometen erstmals aus einer Entfernung von ca. 600km.

Halley hat Ausmaße von ca. 15 X 8 X 8 km. Seine Oberfläche ist von kleinen Kratern übersät. Auch wurden kleine Gas und Staubausbrüche festgestellt, seine Dichte liegt bei 0,3 g/cm³. Die nächste Annäherung von Komet Halley, wird im Jahre 2062 erwartet.

Das Ende der Kometen

Bei jeder Annäherung an die Sonne, verlieren Kometen viele Mio. Tonnen Gas und Staub. Irgendwann sind seine „Reserven“ aufgebraucht. Wenn dies geschehen ist, können wir die Kometen nicht mehr wahrnehmen, da diese keinen Schweif mehr bilden. So ist aus einem Kometen ein Asteroid geworden.

Bei dem Wort Asteroiden, fällt einem immer die Horror Geschichten ein. Doch Asteroiden sind solange ungefährlich solange diese nicht mit der Erdbahn kreuzen. Kreuzt sich ein Asteroid mit der Erdbahn, dann spricht man von einem sogenannten „Erdbahnkreuzer“

Vorsicht Erdbahnkreuzer im Anflug

Die meisten Asteroiden befinden sich im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Dort befinden sich mehrere Tausend kleiner und Großer Felsbrocken. Kommt es zwischen diesen zu „Rangeleien“ und zwei oder mehrere Kollidieren miteinander, so können diese Ihre Bahn ändern und zu einem Erdbahnkreuz werden. Es gibt viele bekannte Kleinplaneten die bekanntesten sind Juno,Ceres,Pallas und Vesta die Größen dieser Asteroiden liegen bei 300 – 1000 km, die meisten Kleinkörper sind Deutlich kleiner damit zählen Juno und Ceres schon zu Riesen.

Deep Impact - Tödliche Gefahr aus dem All

Die Zukunft unseres Planeten wird nicht nur von langfristigen und damit langsamen Entwicklungen geprägt, die vorwiegend durch geologische Prozesse bedingt werden, sondern auch durch plötzlich auftretende, teilweise dramatische Ereignisse. Ursache sind mitunter Himmelskörper aus dem Weltraum, die das Schicksal der Erde und ihrer Lebewesen in der Vergangenheit schon öfter dramatisch beeinflusst haben.

Wir müssen trotzdem damit rechnen.Inzwischen kennen die Geologen mehr als 150 solcher Krater, die beim Einschlag eines größeren Brockens aus dem Kosmos entstanden. Ihre Durchmesser reichen von etwa 100 Kilometern im Fall des etwa 1,8 Milliarden Jahre alten Sudbury-Kraters in Nordamerika bis zu einigen wenigen Metern: Einer der Krater, die Mitte des 19. Jahrhunderts beim Einschlag eines Meteoriten im Süden Saudi-Arabiens entstanden, hat einen Durchmesser von lediglich elf Metern.

Wir müssen trotzdem damit rechnen.Inzwischen kennen die Geologen mehr als 150 solcher Krater, die beim Einschlag eines größeren Brockens aus dem Kosmos entstanden. Ihre Durchmesser reichen von etwa 100 Kilometern im Fall des etwa 1,8 Milliarden Jahre alten Sudbury-Kraters in Nordamerika bis zu einigen wenigen Metern: Einer der Krater, die Mitte des 19. Jahrhunderts beim Einschlag eines Meteoriten im Süden Saudi-Arabiens entstanden, hat einen Durchmesser von lediglich elf Metern.

Der Krater, der inzwischen von einer Kilometer dicken Sediment Schicht am Meeresboden zugedeckt wird, hat einen Durchmesser von rund 180 Kilometern. Eine solch riesige Narbe lässt auf ein mindestens 10 Kilometer großes Objekt schließen, das damals mit der Erde zusammengestoßen ist. Mutmaßliche Spuren dieses gewaltigen Einschlags haben Geologen seit 1980 an vielen Stellen der Erde gefunden.

Die Folgen wären katastrophal, da heute ein Großteil der Menschen in dicht bevölkerten Küstenstädten lebt. Erhitzt sich die Atmosphäre, bilden sich außerdem große Mengen an Stickoxiden, die von den Regentropfen als saurer Regen ausgewaschen werden. Die Ozonschicht wird zerstört, und die aufgewirbelten Staubmassen verdunkeln den Himmel für Wochen oder gar Monate.

Alles in allem wäre dies eine Umweltkatastrophe, von der sich die menschliche Zivilisation nur sehr langsam wieder erholen würde. Angesichts einer solchen latenten Bedrohung aus dem Kosmos sind die Astronomen deshalb bemüht, etwaige Kollisionen frühzeitig zu erkennen.

Parallel zu einer möglichst umfassenden Bestandsaufnahme registrieren Astronomen am Asteroidendatenzentrum der Internationalen Astronomischen Union in Cambridge/Massachusetts alle Beobachtungen von Kleinplaneten und beziehen sie fortlaufend in verbesserte Bahnberechnungen mit ein.

 

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