KVHS Northeim 2025 : Astronomie - eine Reise durch Raum und Zeit

Physikalische Eigenschaften von Kometen

Kometen sind kleine Himmelskörper aus Eis, Staub und Gestein, die oft spektakuläre Schweife entwickeln,
wenn sie sich der Sonne nähern. Sie stammen aus dem Kuipergürtel oder der Oortschen Wolke und
liefern als Zeitkapseln Einblicke in die frühe Geschichte der Entstehung unseres Sonnensystems.

1. Grösse und Masse

- Durchmesser des Kerns: Typisch 1-50 km (manche grösser, z. B. Hale-Bopp: $60 km$)
- Masse: Variiert stark, z. B. 67P/Churyumov-Gerasimenko ca. $10^{13} kg$
- Dichte: Sehr gering, meist $0.4-1.0 g/cm^3$ (zeigt poröse Struktur)

2. Zusammensetzung

- Kern (feste Bestandteile)
- Eis: Wasser ($H_2O$), Kohlendioxid ($CO_2$), Methan ($CH_4$), Ammoniak ($NH_3$)
- Staub & Gestein: Silikate, Kohlenstoffverbindungen, Metalloxide
- Organische Moleküle: Aminosäuren, komplexe Kohlenstoffverbindungen
- Koma (Hülle aus Gas & Staub)
- Bildet sich, wenn der Komet der Sonne nahe kommt und das Eis verdampft
- Besteht aus Wasserdampf, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Ammoniak, Methan
- Schweife (Staub- & Plasmaschweif)
- Staubschweif: Lichtreflektierender Staub, meist gelblich-weiss, gekrümmt
- Gasschweif (Ionenschweif): Plasma, leuchtet oft bläulich, zeigt von der Sonne weg

3. Temperatur

- Fern der Sonne: $30 - 50 K$ ($-240 ^{\circ}C$ bis $-220 ^{\circ}C$)
- Nahe der Sonne: Koma kann auf bis zu $2000 K$ ($1700 ^{\circ}C$) ansteigen

4. Reflexionsvermögen (Albedo)

- Sehr dunkel: $0.02 - 0.06$ (vergleichbar mit Kohle)
- Zeigt, dass Kometenoberflächen mit dunklen organischen Verbindungen bedeckt sind

5. Gravitation und Fluchtgeschwindigkeit

- Sehr gering, z. B. 67P/Churyumov-Gerasimenko: Fluchtgeschwindigkeit $1 m/s$
- Kometenkerne haben geringe Dichte & poröse Struktur

6. Rotation & Form

- Unregelmässige Formen, oft "Kontakt-Doppelkerne" (z. B. 67P/Churyumov-Gerasimenko)
- Rotationsperioden: Stunden bis Tage (67P: 12.4 Stunden)

7. Magnetische Eigenschaften

- Kein eigenes Magnetfeld
- Beeinflusst vom Sonnenwind, kann Magnetfeld im Koma erzeugen

8. Bahnen und Dynamik

- Hochgradig elliptisch oder hyperbolisch (bei interstellaren Kometen)
- Ursprung: Kuipergürtel (kurzperiodische Kometen) oder Oortsche Wolke (langperiodische Kometen)
- Umlaufzeiten:
- Kurzperiodisch (<200 Jahre, z. B. Halley: 76 Jahre)
- Langperiodisch (>200 Jahre, z. B. Hale-Bopp: 2533 Jahre)

9. Veränderungen durch Sonnenaktivität

- Sublimation: Eis verdampft, hinterlässt Staub
- Fragmentierung: Kann auseinanderbrechen (z. B. Shoemaker-Levy 9)
- Aktivitätsschwankungen: Manche Kometen sind aktiver als andere