Over kometen

Wat zijn de verschillende delen van een komeet?
Elke komeet heeft een kern, een stabiele, poreuze centrale massa van ijs, gas en stof die vaak tussen de 1 en 10 kilometer groot is. Het ijs bestaat uit variërende hoeveelheden water, kooldioxide, ammoniak en methaan. Het stof kan waterstof, zuurstof, koolstof, stikstof, kiezelzuur en sommige metalen bevatten. De kern kan sporen van koolwaterstoffen bevatten.

Nucleus van komeet Halley van het Giotto Project, Europees Ruimteagentschap. Let op de gasstralen die van het oppervlak komen. Astronomy Picture of the Day

Als kometen onze zon naderen, warmen ze op en het ijs begint te sublimeren (verandert direct van een vaste stof in een gas). Het gas (waterdamp, koolmonoxide, kooldioxide en sporen van andere stoffen) en het stof vormen een “atmosfeer” rond de kern die een “coma” wordt genoemd. Materiaal uit de coma wordt in de staart geslingerd.

Als kometen dicht bij de zon komen, ontwikkelen ze staarten van stof en geïoniseerd gas. Kometen hebben twee hoofdstaarten, een stofstaart en een plasmastaart. De stofstaart ziet er witgeel uit omdat hij bestaat uit minuscule deeltjes – ongeveer zo groot als rookdeeltjes – die het zonlicht weerkaatsen. Stofstaarten zijn meestal tussen de 1 en 10 miljoen kilometer lang. De plasmastaart is vaak blauw omdat hij koolstofmonoxide-ionen bevat. Ultraviolet zonlicht breekt de gasmoleculen af, waardoor ze gaan gloeien. Plasmastaarten kunnen zich tientallen miljoenen kilometers in de ruimte uitstrekken. Zelden zijn ze zo lang als 150 miljoen kilometer. Een derde staart van natrium is waargenomen op komeet Hale-Bopp.

Kometen zijn omhuld door een brede, dunne (schaarse) waterstofwolk die zich miljoenen kilometers kan uitstrekken. Deze wolk is vanaf de aarde niet te zien omdat het licht ervan door onze dampkring wordt geabsorbeerd, maar is wel door ruimtevaartuigen waargenomen.

Hoe worden kometen genoemd?
Kometen worden genoemd naar de persoon die als eerste over hun ontdekking bericht. Zo is de komeet Halley genoemd naar Edmund Halley, die vaststelde dat de kometen die in 1531, 1607 en 1682 werden waargenomen in wezen dezelfde banen hadden en dus één komeet vormden. Op basis van zijn berekeningen voorspelde hij correct de terugkeer van de komeet in 1758, maar helaas heeft hij de komeet Halley niet meer kunnen zien. Soms melden meer dan één persoon tegelijkertijd een nieuwe komeet. In dat geval worden de namen gecombineerd – zoals in het geval van komeet Hale-Bopp of komeet Shoemaker-Levy.

Hoe groot zijn kometen?
De kern van een komeet is meestal 1 tot 10 kilometer in doorsnee. De staart kan zich echter tientallen miljoenen kilometers uitstrekken.

Waar zijn kometen van gemaakt?
Het grootste deel van onze informatie komt van het bestuderen van de spectra van verschillende kometen. Wetenschappers bestuderen het licht dat door verschillende delen van een komeet wordt weerkaatst. Gassen bevatten verschillende elementen. Elk element (zoals waterstof), molecuul (zoals water), of ion (een elektrisch geladen element of molecuul) heeft een duidelijk patroon van emissie of absorptie dat in het laboratorium kan worden bepaald; dit patroon staat bekend als zijn spectrum. Door patronen tussen laboratoriummetingen en komeetwaarnemingen te vergelijken, kunnen wetenschappers de samenstelling van de komeet bepalen.

Elke komeet is gemaakt van dezelfde basisingrediënten – ijs en stof. Maar kometen verschillen waarschijnlijk in hoeveel van het ijs waterijs is en hoeveel ijs gemaakt is van andere stoffen, zoals methaan, ammoniak en kooldioxide. Kometen verschillen ook in de verschillende soorten sporenelementen en koolwaterstoffen die aanwezig zijn.

Scheidene ruimtemissies, zoals de Giotto-missie van het Europees Ruimteagentschap, hebben kometen verkend en gedetailleerde beelden van komeetoppervlakken opgeleverd. Enkele missies zijn bedoeld om kometen te bemonsteren. Na een succesvol rendez-vous met komeet Wild 2 zal NASA’s Stardust-missie in januari 2006 stof- en gasmonsters van de komeet naar de aarde terugsturen. NASA’s Deep Impact missie zal komeet Tempel 1 in juli 2005 ontmoeten, en zal een projectiel in de komeet loslaten om een gat te graven en een nieuw oppervlak op de kern bloot te leggen. Het ruimtevaartuig zal gegevens verzamelen over de emissies van de komeet en zal deze doorgeven aan wetenschappers op aarde. Hoewel de gegevens van deze missies slechts van enkele kometen afkomstig zullen zijn en misschien niet representatief zijn, zullen zij ons begrip van de samenstelling van kometen sterk verbeteren.

Hoe zien de omloopbanen van kometen eruit?
Op grond van waarnemingen aan de hemel hebben wetenschappers vastgesteld dat kometen in sterk elliptische (ovaalvormige) banen om onze zon trekken. De tijd die nodig is om een volledige baan af te leggen, wordt de periode van de komeet genoemd. Komeetperioden variëren meestal van een paar jaar tot miljoenen jaren.

Waar komen kometen vandaan?
Kometen worden onderverdeeld in kometen met een korte periode en kometen met een lange periode. Kometen met een korte periode – zoals komeet Halley – draaien rond onze zon in banen die minder dan 200 jaar duren. Hun banen liggen dicht bij hetzelfde baanvlak als de aarde en de andere planeten, en zij draaien in dezelfde richting rond onze zon als de planeten. Op basis van deze baankenmerken wordt aangenomen dat kometen met een korte periode hun oorsprong vinden in de Kuipergordel, een schijfvormig gebied dat zich uitstrekt voorbij Neptunus. De Kuipergordel bevat kleine, ijzige planetaire lichamen, waarvan er slechts enkele in beeld zijn gebracht. Dit zijn de “overblijfselen” van de vroege vorming van het zonnestelsel. Af en toe zal de baan van een Kuipergordelobject door de interactie van de reuzenplaneten zodanig worden verstoord dat het een ontmoeting met Neptunus zal hebben en ofwel uit het zonnestelsel wordt geslingerd ofwel in een baan binnen ons zonnestelsel wordt geduwd.

Kometen met een lange periode – zoals komeet Hale-Bopp of komeet Hyakutake – doen er meer dan 200 jaar over om rond onze zon te draaien. Hun baan is willekeurig in termen van richting en vlak van de baan. Op basis van berekeningen van hun waargenomen banen wordt aangenomen dat kometen met een lange omlooptijd hun oorsprong vinden in de Oortwolk. De Oort-wolk is een bolvormig omhulsel dat zich wel 30 triljoen kilometer voorbij onze zon kan uitstrekken. Objecten uit de Oortwolk zijn nog nooit in beeld gebracht.

Wat gebeurt er als een komeet onze Zon nadert?
In de koude uithoeken van ons zonnestelsel, in de Kuipergordel en de Oortwolk, zijn kometen in wezen niet meer dan kleine brokjes ijs en stof. Kometen zijn bijna onzichtbaar, behalve als ze dicht bij onze zon komen.

Als een komeet onze zon nadert, begint hij te verhitten en het ijs begint te sublimeren – te veranderen van een vaste stof in een gas zonder vloeibare fase. Een deel van het stof blijft achter als het ijs sublimeert. Het vormt een donkere, beschermende korst op het oppervlak van de kern en vertraagt het smelten. Op sommige plaatsen is de beschermende laag dunner, en breken er gasstralen doorheen. Het gas en stof vormen de wolk van de coma.

Onze zon zendt een zonnewind uit, een constante stroom van gas en deeltjes (voornamelijk protonen en elektronen) die met een snelheid van 350 kilometer per seconde naar buiten stroomt. Het zonlicht en de zonnewind vegen het stof en gas van de coma op in staarten. Omdat zonlicht en zonnewind vanaf het oppervlak van onze zon altijd naar buiten stromen, wijzen de staarten altijd van onze zon weg, ongeacht in welke richting de komeet zich in zijn baan beweegt. Dit betekent dat de staarten zich voor de komeet kunnen bevinden als de komeet zich van onze Zon verwijdert op zijn terugkeer naar het buitenste deel van zijn baan.

Twee verschillende staarten ontwikkelen zich – de plasmastaart en de stofstaart. De verschillende vormen en hoeken van de staarten worden veroorzaakt door de manier waarop verschillende deeltjes door onze zon worden beïnvloed. De dunnere, langere plasmastaart vormt een rechte lijn die zich vanaf de komeet uitstrekt. De deeltjes in deze ionenstaart zijn elektrisch geladen en worden door de zonnewind van onze zon weggeduwd. De kortere stofstaart is licht gebogen. De grotere deeltjes in de stofstaart hebben geen elektrische lading en worden niet beïnvloed door de zonnewind. In plaats daarvan worden de van de komeet afgeworpen stofdeeltjes door de kracht van het zonlicht afgestoten en “blijven” achter bij de komeet in zijn beweging rond onze Zon.

Komeetstaarten worden langer en indrukwekkender naarmate de komeet dichter bij onze Zon komt. Naarmate de komeet onze Zon nadert, wordt hij heter en komt er sneller materiaal vrij, waardoor een grotere staart ontstaat. Wetenschappers schatten dat een komeet tussen 0,1 en 1 procent van zijn massa verliest elke keer dat hij in een baan rond onze zon draait.

Wat gebeurt er als de aarde door het pad van een komeet gaat?
Meteorregens ontstaan als de aarde door het spoor van stof en gas gaat dat een komeet langs zijn elliptische baan achterlaat. De deeltjes komen de atmosfeer van de aarde binnen en de meeste verbranden in een levendig lichtspektakel – een meteorenregen. Sommige meteorenregens, zoals de Perseïden in augustus en de Leoniden in november, doen zich jaarlijks voor wanneer de baan van de aarde hem door het puinpad voert dat langs de baan van de komeet is achtergelaten. De sporen van komeet Halley zijn verantwoordelijk voor de Orioniden-meteorenregen. Voor komende meteorenregens en kijksuggesties, bekijk StarDate’s lijst van meteorenregens van het jaar.

Waarom zijn wetenschappers geïnteresseerd in kometen?
Wetenschappers denken dat kometen 4,5 miljard jaar geleden samen met onze planeten zijn gevormd, dus bevatten ze belangrijke aanwijzingen over de materialen en processen in ons vroege zonnestelsel. Wetenschappers hopen nog meer over kometen te leren met NASA-missies zoals Stardust en Deep Impact en de Rosetta-missie van het Europees Ruimteagentschap.

Terug naar boven