Komeet

Kometen (van Grieks : komètès, staartster (kern en coma)) zijn hemellichamen die in vaak erg elliptische banen rond een ster draaien en uit ijs, gas en stof en een kern bestaan ("vuile sneeuwballen"). Wanneer een komeet dicht genoeg bij een ster komt en warmer wordt sublimeert een deel van de materie waaruit ze bestaat om een zogenaamde coma oftewel een komeetstaart te vormen. Het vaste deel van de komeet wordt dan de komeetkern genoemd.

Kometen bestaan uit een kern (1-50 kilometer) met daaromheen een gaswolk (coma) van 100.000-1.000.000 kilometer groot en één-of-meer lange staarten (tot meer dan 150 miljoen kilometer lang). De omlooptijd rond de ster kan een paar jaar tot vele duizenden jaren bedragen.

De (naast elkaar gemonteerde) kernen van de kometen Tempel 1 en Hartley 2, gefotografeerd door NASA's Deep Impact (ruimtesonde), welke z'n missie (EPOXI genaamd) richting Harley 2 voortzette. Tempel 1 is vijf keer zo groot als Hartley 2. Bij Hartley 2 is duidelijk zichtbaar straling te zien, waar bij Tempel 1 speciale processen voor nodig zijn. Tempel 1 is 7.6 kilometer op z'n langst en Hartley 2 is 2.2 km op z'n langst. De foto van de Tempel 1 is opgebouwd uit meer dan 25 beelden, gemaakt door de automatische impactor targeting sensor op 4 juli 2005, en de foto van de Hartley 2 is door middel van resolutie tot stand gekomen op 4 november 2010.

Uiterlijk en samenstelling

Wanneer een komeet het zonnestelsel binnenvliegt, warmt ze op en begint het ijs waaruit ze samengesteld is te sublimeren.

Coma

Dit gas vormt een staart aan de kern, die bekend staat als de coma. Door de geringe zwaartekracht van de komeetkern wordt de coma begrensd doordat de moleculen in staart afgebroken worden onder invloed van zonlicht.

Plasmastaart

De overgebleven, geladen molecuulfragmenten worden vervolgens opgeveegd door de zonnewind, die ze meesleept in de vorm van een rechte staart. Het gaat vooral om H₂O⁺, OH⁺, CO⁺, CO₂⁺, CH⁺ en N₂⁺. Deze plasmastaart of ionenstaart is vaak blauw op foto's. De breedte ligt tussen de 100.000 en 1 miljoen kilometer, terwijl de lengte in zichtbaar licht meestal miljoenen kilometers lang zijn, soms meer dan 1 AU. Plasmastaarten wijzen altijd van de zon af en maakt een hoek van een paar graden met de richting naar de zon: ze lopen achter op de beweging van de komeet. Plasmastaarten heten type I staarten. Deze staarten vertonen een gedetailleerde, veranderlijke structuur, karakteristiek voor gemagnetiseerde plasma's zoals in de zonnecorona. Men ziet

1. stralen: dunne bundels met diktes van 4000 tot 8000 kilometer
2. knopen en kronkels die beweging en versnelling van de komeetkop af laten zien. Voorkomende snelheden zijn 10 km/s bij de kop tot 250 km/s aan het andere uiteinde van een komeet.

Soms komt een plasmastaart los van de komeet, waarschijnlijk door wisselwerking met de zonnewind.

Stofstaart

Kometen hebben vaak nog een tweede staart, de stofstaart. Deze staart bestaat uit stofdeeltjes, die de ruimte ingejaagd worden onder het geweld van het gas dat van de komeetkern verdampt. Deze deeltjes zijn - anders dan de gassen in de ionenstaart - zwaar genoeg om volgens de wetten van Kepler een gebogen baan te volgen. De stofdeeltjes in deze staart weerkaatsen zonlicht, waardoor de staart wit oplicht. Stofstaarten heten type II (of III) staarten en kunnen 10 miljoen kilometer lang zijn. Binnen de stofstaart ziet men soms

1. synchrone banden vanuit de kern van de komeet
2. striae, een reeks smalle, evenwijdige banden die niet naar de komeetkern wijzen. Ze worden meestal ver weg van de komeetkern waargenomen.
3. stofsporen, smalle details die als lange bogen waargenomen worden in het infrarood
4. piek of waaier naar de zon toe
5. neck line structure aan de schaduwkant van de coma

De Komeet Hale-Bopp had een gasstaart die oplichtte in geel natriumlicht.

Uiteenvallen

Sommige kometen vallen in brokstukken uit elkaar, zoals Komeet 3D/Biela in de 19e eeuw, Komeet Shoemaker-Levy 9 in 1994 en Komeet 73P/Schwassmann-Wachmann in 1995.

Oorsprong

Men neemt aan dat kometen restanten zijn van de tijd van de vorming van ons zonnestelsel, brokken ijs met afmetingen tussen 1 en 50 km die in de buitenste delen van de zonnenevel gevormd werden. Door gravitationele perturbaties, veroorzaakt door de zwaartekrachtsvelden van de grote planeten, kunnen ze in hun elliptische banen terecht komen waardoor ze in de binnenste delen van het zonnestelsel kunnen komen. Van kometen met kortere omlooptijden wordt gedacht dat ze uit de Kuipergordel afkomstig zijn (buiten de baan van Neptunus). Kometen met een langere omlooptijd hebben een oorsprong verder van de zon, in de zogenaamde Oortwolk. Ze hebben daarmee een andere oorsprong dan planetoïden.

De Oortwolk

Kometen hebben een elliptische baan, die soms zo excentrisch is dat hij bijna een parabolisch is. De Nederlandse astronoom Jan Hendrik Oort leidde in 1950 uit deze banen af, dat langperiodieke kometen afkomstig zijn uit een grote wolk op zo'n 10,000 astronomische eenheden van de zon (1 AE = gemiddelde afstand aarde-zon of ca. 150 miljoen km). Deze wolk wordt de Oortwolk genoemd. Af en toe wordt zo'n baan verstoord en raakt de komeet in een sterk excentrische baan die hem dicht in de buurt van de Zon brengt. Het bestaan van deze wolk is hypothetisch en dus vooralsnog niet bewezen.

De Kuipergordel

Een jaar later wees de Nederlands-Amerikaanse astronoom Gerard Kuiper erop dat er nog komeetachtige objecten over zouden moeten blijven in de buitenste planetaire gebieden nadat het zonnestelsel zich gevormd had. Hij suggereerde het bestaan van een gordel van "slapende" kometen net buiten de banen van de planeten op zo'n 30-100 AE afstand; deze gordel staat vandaag bekend als de Kuipergordel. We weten nu dat de Kuipergordel de bron is van kometen met een relatief korte omlooptijd. Objecten in de Kuipergordel kunnen soms door de zwaartekrachtinvloed van een ander object, dat bijvoorbeeld vlak langs beweegt, van baan veranderen zodat ze in de richting van de zon bewegen en daarna onder invloed van de zwaartekracht van de grote planeten verder naar binnen getrokken worden.

De Oortwolk is daarentegen de bron van kometen met een lange omlooptijd. Ze worden periodiek uit hun baan getrokken door externe invloeden, mogelijk door de zwaartekracht van een passerende ster of een ander hemellichaam of getijdekrachten van de melkweg.

Behalve hun herkomst en de duur van hun omloop is er nog een verschil tussen kometen met korte omloop en kometen met lang omloop. Doordat de Oortwolk het hele zonnestelsel omringt, zijn de kometen uit deze wolk niet gebonden aan het vlak van de ecliptica, waardoor deze kometen van overal aan de hemel vandaan kunnen komen. De Kuipergordel ligt daarentegen in het vlak van de ecliptica en kometen uit de Kuipergordel bewegen daarom zelf in dit vlak.

De precieze samenhang tussen Oortwolk en Kuipergordel is niet bekend. Door middel van het onderzoek naar kometen en hun samenstelling hopen sterrenkundigen deze te ontrafelen.

Onderzoek naar kometen

Kometen bevinden zich het overgrote deel van hun bestaan ver weg van de invloed van de zon en zijn in hun bevroren toestand niet veel veranderd sinds het ontstaan van het zonnestelsel. Het zijn tevens de bouwstenen van het buitenzonnestelsel. Tevens toont de geologie van de planeten aan dat ze onder een hevig bombardement van kometen en planetoïden lagen. De eerste tekenen van leven op aarde dateren van kort na die periode. Een mogelijke hypothese is dat zowel het water als de bouwstenen voor leven door middel van kometen op aarde is gekomen.

Vanwege dit verband met het ontstaan van het zonnestelsel, is er in de wetenschap een grote belangstelling voor kometen. Recente ruimtemissies zijn Giotto, Vega en ICE (1986, komeet Halley), Stardust (komeet Wild, brengt januari 2006 kometenstof terug naar aarde), Deep Impact (onderzocht het binnenste van komeet Tempel 1 door er een koperen kogel in te schieten, kwam aan op 4 juli 2005) en Rosetta (landt op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko in 2015).

Met Giotto bleek de kern van Komeet Halley een langwerpig, taps voorwerp te zijn (ongeveer 16 x 8 km in projectie, dus vergelijkbaar met Texel), met stof/water-fonteinen op 10% van het oppervlak en een temperatuur van 320 - 400 K en albedo 0,04. Er waren bergen en dalen te zien.

Kometen kunnen worden waargenomen in zichtbaar licht (fotometrie en spectrometrie), maar ook in röntgenstraling, ultraviolet, infrarood en radiostraling zowel vanaf de aarde of met satellieten in een baan om de aarde.

Met satellieten als ROSAT en het Chandra X-Ray Observatory is röntgenstraling waargenomen van tientallen kometen, onder meer van Hyakutake, Encke en LINEAR . Er was geen verband met de röntgenstraling van de zon. Er werd lijnemissie gevonden van C⁴⁺, C⁵⁺, N⁴⁺, N⁵⁺, O⁶⁺ en O⁷⁺, naast een zacht continuumspectrum van thermische remstraling met bijvoorbeeld kT ~0,3 keV.

Bekende kometen

Veruit de bekendste komeet is de komeet Halley, vernoemd naar de Britse astronoom die er voor het eerst de omloopperiode van berekende (76 jaar). Recente met het blote oog zichtbare kometen waren die van Halley, Hyakutake, McNaught, die op het zuidelijk halfrond zelfs overdag zichtbaar was, en 17P/Holmes. De komeet Shoemaker-Levy 9 kwam in het nieuws omdat deze bij de ontdekking in 1993 al in stukken was gebroken, en ongeveer een jaar later te pletter sloeg op de planeet Jupiter. Deze komeet bood wetenschappers een unieke blik op de structuur van de komeetkern.

Lijst

• Komeet 1P/Halley
• Komeet 2P/Encke
• Komeet 9P/Tempel 1
• Komeet 17P/Holmes (werd in oktober 2007 onverwachts erg helder)
• Komeet 19/P Borrelly
• Komeet 26P/Grigg-Skjellerup
• Komeet 29P/Schwassmann-Wachmann (Schwassmann-Wachmann 1)
• Komeet 109P/Swift-Tuttle

• Komeet Arend-Roland (perihelium in april 1957)
• Komeet Ikeya-Seki (C/1965 S1, 1965 VIII en 1965f, perihelium in oktober 1965)
• Komeet Kohoutek (C/1973 E1, 1973 XII en 1973f, perihelium in december 1973)
• Komeet Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2, uiteengevallen, inslag op Jupiter in juli 1994)
• Komeet Hyakutake (C/1996 B2, perihelium in mei 1996)
• Komeet Hale-Bopp (C/1995 O1, perihelium in april 1997)
• Komeet Machholz (C/2004 Q2, perihelium in januari 2005)
• Komeet McNaught (C/2006 P1, perihelium in januari 2007)
• Komeet 73P/Schwassmann-Wachmann (Schwassmann-Wachmann 3, is uiteengevallen, perihelium 6 juni 2006, volgende aardpassage 2022)

Geschiedenis van het onderzoek naar kometen

China

Chinese waarnemers noteerden de verschijning van een komeet uit het Oosten in 1059 v.Chr., de oudst bekende vermelding. Twee soorten kometen werden onderscheiden: met een wazige staart (=coma) of vrijwel zonder staart of met een duidelijke staart.

Klassieke oudheid

Aristoteles en Posidonius schreven over kometen. Ook Aristoteles onderscheidde kometen met en zonder staart en verklaarde ze als hete, droge lucht die ontsnapt aan de aardatmosfeer. Seneca de Jongere gaf in zijn Quaestiones naturales in boek 7 De cometis een overzicht van de opvattingen in zijn tijd. Seneca had kritiek op de Griekse astronoom Ephorus omdat deze het uiteenvallen van een komeet - mogelijk die van 373 v.Chr. - beschreven had. Onmogelijk, volgens Seneca.

Renaissance en later

Edmond Halley vond dat de komeet van 1682 dezelfde baan had als die van 1531 en 1607 en concludeerde dat dit een en dezelfde komeet moest zijn. Deze werd naar hem vernoemd als komeet Halley. De Nederlander Dirk Klinkenberg ontdekte de Grote komeet van 1744 ((C/1743 X1) die een staart met elf stralen had.

Bijbel, kunst en literatuur

Kometen werden vroeger beschouwd als aankondigers van belangrijke gebeurtenissen zoals de geboorte van een toekomstig groot leider of toekomstige rampen.

Bijbel en afgeleide kunst

In 1 Kronieken is sprake van een zwaard dat Koning David boven Jeruzalem waarnam. Dit zou de komeet in sterrenbeeld Leeuw van 959 v. Chr. geweest kunnen zijn.

Eén van de mogelijke verklaringen voor de Ster van Bethlehem in het Evangelie volgens Matteüs is dat het ging om een komeet. De Italiaanse schilder Giotto di Bondone verbeeldde dit in zijn beroemde schilderij 'L'Adorazione dei Magi' en ESA's ruimtemissie Giotto naar komeet Halley is daarom naar hem vernoemd.

Shakespeare

In de toneelstukken van Shakespeare worden kometen als aankondiging van gebeurtenissen genoemd (Julius Caesar, 1 Henry VI).

Science fiction

In sciencefictionverhalen worden kometen en planetoïden soms gebruikt als gemakkelijk ontginbare bronnen voor allerhande materialen. Kometen worden wel gezien als de woonplaats van toekomstige generaties 'ruimtebewoners' die in de Oortwolk en Kuipergordel in reusachtige steden in uitgeholde kometen wonen. Zie bijvoorbeeld de verhalen van David Brin en Ben Bova.

Referenties

Literatuur

• (en) Brandt, J.C. en Chapman, R.D.: Introduction to comets, Cambridge University Press 2004
• (en) Levy, David H.: David Levy's Guide to observing and discovering comets, Cambridge University Press, 2003

Externe links

• http://www.urania.be/sterrenkunde/zonnestelsel/kometen.php (algemene introductie)
• http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap060523.html bewegende beelden van de passage van Schwassmann-Wachmann 3 in mei 2006
• (en) NASA's Deep Impact-perskit van juli 2005.

Astronomie

Disciplines: astrobiologie · astrofysica · kosmologie · planetologie · röntgenastronomie Hemellichamen: komeet · manen (Maan) · meteoroïde · planeet (Aarde · dwergplaneet · exoplaneet) · planetoïde · ster (dubbelster · Zon) · zwart gat Stelsels: heelal > supercluster (Virgosupercluster) > cluster (Lokale Groep) > sterrenstelsel (Melkweg) > planetenstelsel (zonnestelsel) Overigen: atmosfeer · Big Crunch · heelal · messierobject · multiversum · oerknal · sterrenbeeld

het Zonnestelsel

  Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Comets op Wikimedia Commons.