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Halleyscher Komet - Referat
Halleyscher Komet
Inhalt :
Ein Komet
Geschichte der Kometenforschung
Kometenbahnen
Bekannter periodischer Komet
Kometenkern und Raumsonden
Ständiger Verlust an Materie
Ein Komet
(von griechisch kométes Haarstern, abgeleitet von kómē Haupthaar) oder Schweifstern ist ein kleiner Himmelskörper, der zumindest in den sonnennahen Teilen seiner Bahn eine durch Ausgasen erzeugte Koma aufweist.
In Sonnennähe ist der meist nur wenige Kilometer große Kometenkern von einer diffusen, nebeligen, Koma genannten Hülle umgeben, die eine Ausdehnung von bis zu 2,7 Millionen km erreichen kann. Kern und Koma zusammen nennt man auch den Kopf des Kometen. Das auffälligste Kennzeichen der von der Erde aus sichtbaren Kometen ist jedoch der Schweif, der bei großen und sonnennahen Objekten eine Länge von mehreren 100 Millionen Kilometern erreichen kann. Meistens sind es aber maximal nur einige 10 Millionen Kilometer.
Geschichte der Kometenforschung
Mittelalterlicher Text über die Auswirkungen eines Kometen
Hauptartikel: Kometenforschung
Im Altertum und dem Mittelalter wurden Kometen häufig als Schicksalsboten oder Zeichen der Götter angesehen. Aristoteles und Ptolemäus hielten die Kometen für Ausdünstungen der Erdatmosphäre. Regiomontanus erkannte in ihnen erstmals selbständige Himmelskörper. Den Beginn der wissenschaftlichen Sichtweise bei der Kometenforschung kann man mit der Erkenntnis Tycho Brahes ansetzen, dass Kometen keine Erscheinungen der irdischen Atmosphäre sind. Er stellte anhand des Kometen von 1577 fest, dass Kometen mindestens 230 Erdradien entfernt sein müssen. Es dauerte jedoch noch einige Zeit, bis sich diese Annahme durchsetzen konnte. Selbst Galilei widersprach dieser Erkenntnis. Edmond Halley war es 1682 möglich, den in diesem Jahre auftauchenden Kometen als periodisch wiederkehrenden Himmelskörper nachzuweisen. Der auch 1607, 1531 und 1456 nachzuweisende Komet bewegt sich auf einer langgestreckten Ellipse in 76 Jahren um die Sonne. Heutzutage werden im Mittel 20–30 Kometen pro Jahr entdeckt.
Kometenbahnen
Animation einer Kometenbahn
Da bei neu entdeckten Kometen nur kurze Bahnbögen beobachtet wurden, werden zuerst parabolische Bahnen berechnet. Da eine Parabel jedoch nur ein mathematischer Grenzfall ist und in der Natur nicht als solche vorkommen kann (jede noch so winzige Störung macht daraus eine Ellipse oder eine Hyperbel), laufen Kometen deren Bahnexzentrizität mit e = 1,0 (= Parabel) angegeben wird, in Wahrheit entweder auf Ellipsen (e < 1,0) oder auf Hyperbeln (e > 1.0). Bei längerer Beobachtung und der Gewinnung von zusätzlichen astrometrischen Positionen kann dann entschieden werden, ob es sich um Ellipsen oder Hyperbeln handelt.
Von zirka 660 untersuchten Kometen zeigt sich folgende Verteilung: 43 % Parabeln, 25 % langperiodische Ellipsen (Umlaufszeit über 200 Jahre), 17 % kurzperiodische Ellipsen (Umlaufszeit bis zu 200 Jahre) und 15 % Hyperbeln. Der hohe Anteil an Parabeln ist jedoch auf den zu kurzen Beobachtungszeitraum vieler Kometenerscheinungen zurückzuführen, bei denen langgestreckte Ellipsen nicht von einer Parabel unterschieden werden können. Bei einer längeren Sichtbarkeit von 240–500 Tagen beschreiben nur noch 3 % der Kometen scheinbar eine Parabelbahn. Somit dürften die Ellipsen vorherrschend sein.
Bekannter periodischer Komet
„Der Halley“, wie ihn Astronomen auch nennen, ist ein periodischer Komet und kommt alle 75 bis 77 Jahre der Erde so nahe, dass er gut mit freiem Auge gesehen werden kann. Wie andere periodische Kometen – von denen
die Mehrzahl eine Umlaufzeit zwischen drei und 20 Jahren hat – verliert er bei jeder Sonnennähe durch Ausgasen Materie, sodass er zuletzt (1985/86) weniger Helligkeit als erwartet entwickelte.
Er wurde nach dem Physiker Edmond Halley (1656–1742) benannt, der wegen seiner Verdienste um die Bahnbestimmung von Kometen 1720 königlicher Astronom und Leiter der Sternwarte in Greenwich wurde. Während das Auftauchen von Kometen bis zu dieser Zeit noch als unvorhersagbar galt, entdeckte Halley im Jahr 1705, dass der 1682 beobachtete Himmelskörper mit früheren Kometenerscheinungen identisch sein müsse, und sagte eine Wiederkehr für 1759 korrekt voraus. Diese wurde 1758 von Johann Georg Palitzsch und Christian Gärtner zuerst bestätigt.
Rückblickend wurde im Laufe der Zeit erkannt, dass der Komet seit 240 v. Chr. schon mindestens 25-mal beobachtet worden war. Eine der ersten bildlichen Darstellungen des Kometen findet sich auf dem Teppich von Bayeux (um 1070), die bekannteste ist vielleicht jene des Malers Giotto di Bondone (1266–1337), der den Kometen 1301 gesehen hat und ihn als Stern von Betlehem in dem Fresko Anbetung der Könige in der Cappella degli Scrovegni darstellte.
Der Halleysche Komet war 1985 das Ziel von fünf Raumsonden der ESA, Japans und der Sowjetunion, teilweise in internationaler Absprache. Von diesen Sonden war die Giotto-Mission (benannt nach dem oben erwähnten mittelalterlichen Maler) die erfolgreichste, der erstmals die direkte Beobachtung eines Kometenkerns gelang.
Kometenkern und Raumsonden
Briefmarkenausgabe anlässlich der Giotto-Mission (Deutsche Bundespost 1986)
Vor der letzten Erdnähe des Halleyschen Kometen im Jahre 1986 wurden einige Raumsonden gestartet, um erstmals einen Kometenkern aus der Nähe zu beobachten. Man vermutet, dass sie aus einem Gemisch aus Eis, Gestein und Staub zusammengesetzt sind, das teilweise aus den Anfängen des Sonnensystems stammt. Daher ist die Erforschung dieser Himmelskörper auch zum Interessensgebiet der Kosmogonie und Kosmologie geworden.
Von den Sonden Giotto, Sakigake, Suisei, Vega 1 und Vega 2 war die ESA-Sonde Giotto die wissenschaftlich erfolgreichste; ihr gelang die direkte Beobachtung des Kerns, der sich auf den Fotos als unregelmäßig geformtes Gebilde mit Abmessungen von etwa 15,3 × 7,2 × 7,2 km zeigte. Das Volumen wurde zu rund 420 km³, und die Dichte zu einem erstaunlich geringen Wert von 0,55 ± 0,25 g/cm³ ermittelt. Die Oberfläche des Kerns ist sehr dunkel (Albedo 0,05) und leicht rötlich (ähnlich einem P-Typ-Asteroiden). Der Kern rotiert mit einer Periode von 3,7 Tagen um eine Achse, die 66° gegen seine Längsachse geneigt ist, und zusätzlich mit einer Periode von 7,1 Tagen um die Längsachse selbst. Die Bilder zeigten auch, dass ein Großteil der Oberfläche inaktiv ist: Nur von einigen abgegrenzten Regionen auf der der Sonne zugewandten Seite des Kerns wurden Gas und Staub in Form von Jets in den Weltraum geschleudert. Auch die Zusammensetzung dieses Materials wurde von Giotto gemessen: Wasser (80 % Vol.) und Kohlenmonoxid (10 %) dominieren, aber auch Methan, Ammoniak und andere Kohlenwasserstoffe wurden gefunden. Cyan trat nur in geringen Spuren auf.
Nach Forschungen der letzten Jahre besitzen langperiodische Kometen und jene Planetoiden, die außerhalb des Jupiter um die Sonne kreisen, viele Gemeinsamkeiten in Aufbau, Farbe, Dichte und Bahndynamik. Vielleicht ist der Halleysche Komet noch vor 3.000 bis 10.000 Jahren ein derartiger Transneptun gewesen.
Ständiger Verlust an Materie
Der Komet ist in Erd- beziehungsweise Sonnennähe mit freiem Auge sichtbar, verliert allerdings im Laufe der Jahrhunderte an Helligkeit. Dies hängt mit der Freisetzung von Gasen und Staub aus dem Kometenkern bei intensiverer Sonnenstrahlung zusammen. Das Material, das in weiterer Folge für die Bildung von Koma und Schweif verantwortlich ist, wird vom Sonnenlicht „weggeblasen“ und geht dem Kometen so unwiederbringlich verloren. Für den Kometen Halley wurden in Sonnennähe Verlustraten von mehr als 50 Tonnen pro Sekunde ermittelt[1] – der gesamte Materialverlust während der letzten Sonnenannäherung 1986 betrug 5 x 1011 kg, d. h. 2,5 Promille der Gesamtmasse[2].
In seiner „geschichtlichen“ Zeit ging dem Halleyschen Kometen daher mit jeder Annäherung an die Sonne ein merklicher Teil seines Materials verloren. Seit einigen Jahrhunderten ist sein „Ruf“ als besonders heller Komet nicht mehr ganz gerechtfertigt. So gab es seit seiner letzten Wiederkehr einige neu entdeckte, langperiodische beziehungsweise nicht-periodische Kometen, die „Halley“ deutlich an Leuchtkraft übertrafen, beispielsweise der Komet Hale-Bopp im Jahre 1997. Allerdings ist der Halleysche Komet noch immer der hellste unter den kurzperiodischen Kometen.
Reste des Halleyschen Kometen sind auch für zwei Meteorströme verantwortlich, nämlich für die Orioniden, die im Oktober eines jeden Jahres zahlreich auftreten, und die Eta-Aquariden im Mai. Diese nur wenige Milligramm schweren Körnchen haben sich im Laufe der Zeit längs der gesamten Kometenbahn verteilt; wenn die Erde diese Bahn kreuzt, verglühen tausende dieser Körnchen pro Tag in ihrer Atmosphäre als Meteore oder „Sternschnuppen“.
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