Was ist ein Kometenschweif?

Jeder aktive Komet hat einen Schweif – das ist ein Teil dessen, was einen Kometen zu einem Kometen macht. Woher kommt der Schweif eines Kometen? Kometen sind die meiste Zeit ihres Lebens eiskalte Objekte am Rande des Sonnensystems und haben keine Schweife. Sie sind Weltraumgesteine, die hauptsächlich aus Eis und Staub bestehen – wenn ein Komet aktiv ist, wird dieses Gestein als Kern bezeichnet. Wenn der Komet die Sonne umkreist, gelangt er schließlich in das innere Sonnensystem, wo der Sonnenwind und das Sonnenlicht intensiv genug werden, um einen Teil des Eises und des Staubs des Kometen zu verdampfen, der anschließend ionisiert und zum langen, ausgestreckten Kometenschweif wird.

Ein Kometenschweif kann extrem lang werden – eine astronomische Einheit (Erde-Sonne-Entfernung, 150 Millionen km oder 93 Millionen Meilen) – die Koma oder die unmittelbare Atmosphäre um den Kometen kann größer als die Sonne sein. All dies von einem Kern zwischen 100 Metern (328 Fuß) und 50 km (31 Meilen) Durchmesser, wobei ein Durchmesser von 10 km (6 Meilen) typisch für Kometen ist, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Da Kometen nur einen kleinen Teil ihrer Zeit im inneren Sonnensystem verbringen, müssen sie viel Eis und andere flüchtige Stoffe freisetzen, wenn sie von der Sonne erhitzt werden.

Die Gründe, warum ein Kometenschweif trotz seiner geringen Dichte so leuchtend ist, sind komplex. Wenn die ultravioletten Sonnenstrahlen auf den Staub um den Kern auftreffen, bewirkt der photoelektrische Effekt, dass diese Teilchen für jede ultraviolette Strahlung, die sie erregt, Elektronen freisetzen. Diese Elektronen erzeugen eine „induzierte Magnetosphäre“ um den Kern, die die nach außen strömenden Sonnenwindpartikel blockiert. Da sich Kometen relativ zum Sonnenwind mit Überschallgeschwindigkeit bewegen, entsteht an der Vorderseite des Kometen ein Bugschock, ähnlich dem Bugschock, der sich um ein sich bewegendes Schiff auf See bildet. Kometenionen sammeln sich in diesem Bereich und „laden“ das solare Magnetfeld mit Plasma. Das leuchtende Plasma strömt rückwärts aus der Richtung der Sonne und verschmilzt zwischen den gezogenen magnetischen Feldlinien, die von der induzierten Magnetosphäre des Kometen erzeugt werden.

Die Leuchtkraft eines Kometenschweifs kommt also hauptsächlich von der Leuchtkraft kondensierter Ionen, nicht vom Staub, der das Licht der Sonne reflektiert, obwohl letzterer ein wenig dazu beiträgt. Da der Kometenschweif nicht allein durch die materielle Anwesenheit von Staubpartikeln hinter dem Kometen erzeugt wird, kann er eliminiert werden, wenn das Magnetfeld unterbrochen wird, was während der magnetischen Wiederverbindung auftreten kann. Dieses Ereignis, das durch einen koronalen Massenauswurf von der Sonne ausgelöst werden kann, wurde mehrfach beobachtet, zuletzt 2007 beim Kometen Encke, und wird als Schweiftrennungsereignis bezeichnet.“