Koma (Komet) – Wikipedia

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Struktur des Kometen Holmes im Infrarot, gesehen mit einem Infrarot-Weltraumteleskop

Das Koma ist die nebulöse Hülle um den Kern eines Kometen, die gebildet wird, wenn der Komet auf seiner stark elliptischen Umlaufbahn nahe an der Sonne vorbeizieht; Während sich der Komet erwärmt, sublimieren Teile davon.[1] Dies verleiht einem Kometen bei Betrachtung in Teleskopen ein “unscharfes” Aussehen und unterscheidet ihn von Sternen. Das Wort Koma kommt aus dem Griechischen “kome” (κόμη), was “Haar” bedeutet und der Ursprung des Wortes ist Komet selbst.[2][3]

Das Koma besteht im Allgemeinen aus Eis und Kometenstaub.[1] Wasser macht bis zu 90% der flüchtigen Stoffe aus, die aus dem Kern austreten, wenn sich der Komet innerhalb von 3-4 AU von der Sonne befindet.[1] Die H.2Das O-Elternmolekül wird hauptsächlich durch Photodissoziation und in viel geringerem Maße durch Photoionisation zerstört.[1] Der Sonnenwind spielt im Vergleich zur Photochemie eine untergeordnete Rolle bei der Zerstörung von Wasser.[1] Größere Staubpartikel bleiben auf der Umlaufbahn des Kometen zurück, während kleinere Partikel durch leichten Druck von der Sonne weg in den Schwanz des Kometen gedrückt werden.

Am 11. August 2014 veröffentlichten Astronomen erstmals Studien mit dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), in denen die Verteilung von HCN, HNC, H detailliert beschrieben wurde2CO und Staub im Koma der Kometen C / 2012 F6 (Lemmon) und C / 2012 S1 (ISON).[4][5] Am 2. Juni 2015 berichtete die NASA, dass der ALICE-Spektrograph auf dem Rosetta Die Raumsonde, die den Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko untersuchte, stellte fest, dass Elektronen (innerhalb von 1 km über dem Kometenkern), die durch Photoionisierung von Wassermolekülen durch Sonnenstrahlung erzeugt wurden, und nicht Photonen von der Sonne, wie zuvor angenommen, für die Freisetzung verantwortlich sind von Wasser- und Kohlendioxidmolekülen, die aus dem Kometenkern in sein Koma freigesetzt werden.[6][7]

Komas werden normalerweise größer, wenn sich Kometen der Sonne nähern, und sie können so groß sein wie der Durchmesser des Jupiter, obwohl die Dichte sehr gering ist.[2] Ungefähr einen Monat nach einem Ausbruch im Oktober 2007 hatte der Komet 17P / Holmes kurzzeitig eine schwache Staubatmosphäre, die größer als die Sonne war.[8] Der Große Komet von 1811 hatte auch ein Koma, das ungefähr dem Durchmesser der Sonne entsprach.[9] Obwohl das Koma ziemlich groß werden kann, kann seine Größe tatsächlich um die Zeit abnehmen, in der es die Umlaufbahn des Mars um 1,5 AE von der Sonne überquert.[9] In dieser Entfernung wird der Sonnenwind stark genug, um das Gas und den Staub vom Koma wegzublasen und den Schwanz zu vergrößern.[9]

Es wurde festgestellt, dass Kometen Ende März 1996 Röntgenstrahlen aussenden.[10] Dies überraschte die Forscher, da Röntgenemissionen normalerweise mit Körpern mit sehr hohen Temperaturen verbunden sind. Es wird angenommen, dass die Röntgenstrahlen durch die Wechselwirkung zwischen Kometen und dem Sonnenwind erzeugt werden: Wenn hoch geladene Ionen durch eine Kometenatmosphäre fliegen, kollidieren sie mit Kometenatomen und -molekülen und “reißen” ein oder mehrere Elektronen vom Kometen ab. Dieses Abreißen führt zur Emission von Röntgenstrahlen und fernen ultravioletten Photonen.[11]

Überwachung[edit]

Mit einem einfachen Teleskop auf der Erdoberfläche und einigen Techniken kann die Größe des Komas berechnet werden.[12] Als Driftmethode bezeichnet, verriegelt man das Teleskop und misst die Zeit, die die sichtbare Scheibe durch das Sichtfeld läuft.[12] Diese Zeit multipliziert mit dem Kosinus der Deklination des Kometen, mal 0,25, sollte dem Durchmesser des Komas in Bogenminuten entsprechen.[12] Wenn die Entfernung zum Kometen bekannt ist, kann die scheinbare Größe des Komas bestimmt werden.[12]

Im Jahr 2015 wurde festgestellt, dass das ALICE-Instrument des ESA Rosetta-Raumfahrzeugs zum Kometen 67 / P Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff im Koma detektierte, das sie auch als Kometenatmosphäre bezeichneten.[13] Alice ist ein Ultraviolett-Spektrograph und fand heraus, dass durch UV-Licht erzeugte Elektronen kollidieren und Moleküle von Wasser und Kohlenmonoxid aufbrechen.[13]

Wasserstoffgashalo[edit]

Künstlich gefärbtes fern-ultraviolettes Bild (mit Film) des Kometen Kohoutek (Skylab, 1973)

OAO-2 (‘Stargazer’) entdeckte große Wasserstoffgashalos um Kometen.[14] Die Raumsonde Giotto entdeckte Wasserstoffionen in einer Entfernung von 7,8 Millionen km von Halley, als sie 1986 den Kometen vorbeiflug.[15] Es wurde festgestellt, dass ein Wasserstoffgashalo den 15-fachen Durchmesser der Sonne (12,5 Millionen Meilen) hat.[16] Dies veranlasste die NASA, die Mission Pioneer Venus auf den Kometen zu richten, und es wurde festgestellt, dass der Komet 12 Tonnen Wasser pro Sekunde ausstößt.[16] Die Wasserstoffgasemission wurde von der Erdoberfläche nicht erfasst, da diese Wellenlängen von der Atmosphäre blockiert werden.[17] Der Prozess, bei dem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird, wurde mit dem ALICE-Instrument an Bord des Raumfahrzeugs Rosetta untersucht.[18] Eines der Probleme ist, woher der Wasserstoff kommt und wie (z. B. Wasserspaltung):

Zunächst trifft ein ultraviolettes Photon der Sonne auf ein Wassermolekül im Koma des Kometen und ionisiert es, wodurch ein energetisches Elektron ausgeschaltet wird. Dieses Elektron trifft dann auf ein anderes Wassermolekül im Koma, zerlegt es in zwei Wasserstoffatome und einen Sauerstoff und aktiviert sie dabei. Diese Atome emittieren dann ultraviolettes Licht, das von Alice bei charakteristischen Wellenlängen detektiert wird.[18]

In den 1970er Jahren entdeckte Skylab um den Kometen Kohoutek einen Wasserstoffgashalo, der dreimal so groß wie die Sonne ist.[19] SOHO entdeckte einen Wasserstoffgashalo mit einem Radius von mehr als 1 AE um den Kometen Hale-Bopp.[20] Das vom Kometen emittierte Wasser wird durch Sonnenlicht aufgebrochen, und der Wasserstoff emittiert wiederum ultraviolettes Licht.[21] Es wurde gemessen, dass die Lichthöfe über 10 ^ 10 zehn Milliarden Meter groß sind und um ein Vielfaches größer als die Sonne.[21] Die Wasserstoffatome sind sehr leicht, so dass sie eine lange Strecke zurücklegen können, bevor sie selbst von der Sonne ionisiert werden.[21] Wenn die Wasserstoffatome ionisiert werden, werden sie besonders vom Sonnenwind weggefegt.[21]

Komposition[edit]

C / 2006 W3 (Chistensen) – Emission von Kohlenstoffgas (Infrarotbild)

Die Rosetta-Mission fand Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak, Methan und Methanol im Koma des Kometen 67P sowie geringe Mengen Formaldehyd, Schwefelwasserstoff, Cyanwasserstoff, Schwefeldioxid und Schwefelkohlenstoff.[22]

Die vier obersten Gase im 67P-Halo waren Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Sauerstoff.[23] Das Verhältnis von Sauerstoff zu Wasser, das vom Kometen kommt, blieb mehrere Monate lang konstant.[23]

Koma-Spektrum[edit]

Drei Komaspektren verglichen

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b c d e Combi, Michael R.; Harris, WM; Smyth, WH (2004). “Gasdynamik und Kinetik im Kometenkoma: Theorie und Beobachtungen” (PDF). Mond- und Planeteninstitut (Kometen II). 745: 523–552. Bibcode:2004come.book..523C.
  2. ^ ein b “Kapitel 14, Abschnitt 2 | Kometenerscheinung und -struktur”. lifeng.lamost.org. Abgerufen 2017-01-08.
  3. ^ “Kometen bei Dictionary.com definieren”. Dictionary.com. Abgerufen 2016-01-02.
  4. ^ Zubritsky, Elizabeth; Neal-Jones, Nancy (11. August 2014). “RELEASE 14-038 – NASAs 3-D-Studie über Kometen enthüllt Chemiefabrik bei der Arbeit”. NASA. Abgerufen 2014-08-12.
  5. ^ Cordiner, MA; et al. (11. August 2014). “Kartierung der Freisetzung flüchtiger Stoffe im inneren Koma der Kometen C / 2012 F6 (Lemmon) und C / 2012 S1 (ISON) mit dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array”. Das astrophysikalische Journal. 792 (1): L2. arXiv:1408.2458. Bibcode:2014ApJ … 792L … 2C. doi:10.1088 / 2041-8205 / 792/1 / L2. S2CID 26277035.
  6. ^ Agle, DC; Brown, Dwayne; Fohn, Joe; Bauer, Markus (2. Juni 2015). “NASA-Instrument auf Rosetta ermöglicht Entdeckung der Kometenatmosphäre”. NASA. Abgerufen 2015-06-02.
  7. ^ Feldman, Paul D.; A’Hearn, Michael F.; Bertaux, Jean-Loup; Feaga, Lori M.; Parker, Joel Wm.; et al. (2. Juni 2015). “Messungen des kernnahen Komas des Kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko mit dem Alice-Fern-Ultraviolett-Spektrographen auf Rosetta” (PDF). Astronomie und Astrophysik. 583: A8. arXiv:1506.01203. Bibcode:2015A & A … 583A … 8F. doi:10.1051 / 0004-6361 / 201525925. S2CID 119104807.
  8. ^ Jewitt, David (2007-11-09). “Komet Holmes größer als die Sonne”. Institut für Astronomie an der Universität von Hawaii. Abgerufen 2007-11-17.
  9. ^ ein b c Gary W. Kronk. “The Comet Primer”. Cometography.com. Abgerufen 2011-04-05.
  10. ^
    “Erste Röntgenaufnahmen eines entdeckten Kometen”. Goddard Spaceflight Center. Abgerufen 05.03.2006.
  11. ^
    “Interaktionsmodell – Weltraumwetter mit Kometen untersuchen”. KVI Atomphysik. Archiviert von das Original am 13.02.2006. Abgerufen 2009-04-26.
  12. ^ ein b c d Levy, DH (2003). David Levys Leitfaden zur Beobachtung und Entdeckung von Kometen. Cambridge University Press. p. 127. ISBN 9780521520515. Abgerufen 2017-01-08.
  13. ^ ein b “Ultraviolettstudie zeigt Überraschungen im Kometenkoma / Rosetta / Weltraumwissenschaft / Unsere Aktivitäten / ESA”. esa.int. Abgerufen 2017-01-08.
  14. ^ “Umlaufendes astronomisches Observatorium OAO-2”. sal.wisc.edu. Abgerufen 2017-01-08.
  15. ^ “Giotto Übersicht / Weltraumwissenschaft / Unsere Aktivitäten / ESA”. esa.int. Abgerufen 2017-01-08.
  16. ^ ein b Sitchin, Z. (2002). Genesis Revisited: Holt die moderne Wissenschaft altes Wissen ein?. Innere Traditionen / Bär. ISBN 9781591439134. Abgerufen 2017-01-08.
  17. ^ “Über Kometen”. lpi.usra.edu. Abgerufen 2017-01-08.
  18. ^ ein b “Ultraviolettstudie zeigt Überraschungen im Kometenkoma | Rosetta – der Kometenjäger der ESA”. blogs.esa.int. Abgerufen 2017-01-08.
  19. ^ “SP-404 Skylabs Astronomie und Weltraumwissenschaften Kapitel 4 Beobachtungen des Kometen Kohoutek”. history.nasa.gov. Abgerufen 2017-01-08.
  20. ^ Burnham, R. (2000). Große Kometen. Cambridge University Press. p. 127. ISBN 9780521646000. Abgerufen 2017-01-08.
  21. ^ ein b c d “Der Kosmos der NASA”. ase.tufts.edu. Abgerufen 2017-01-08.
  22. ^ “Der Duft eines Kometen: Faule Eier und Natursekt – CNET”. cnet.com. Abgerufen 2017-01-08.
  23. ^ ein b “Rosetta findet molekularen Sauerstoff auf dem Kometen 67P (Update)”. phys.org. Abgerufen 2017-01-08.

Externe Links[edit]


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