Das Jahr der Kometen 2013 - Herbert Haupt AVR/IAS Astronomievereinigung Rottweil Zimmern o.R. 08.11.2014
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
2013
Das Jahr der Kometen
Herbert Haupt AVR/IAS
Astronomievereinigung Rottweil
Zimmern o.R. 08.11.2014
Kometen historisch (1) Glücksbringer oder Unheilboten
Kometen historisch (2) Vom Unheilboten zur Naturerscheinung Kometen wurden bis ins 16. Jahrhundert als Erscheinung der Erdatmosphäre angesehen! • 1577 Tycho Brahe: Kometen sind > 230 Erdradien entfernt und daher weit außerhalb der Erdatmosphäre! • 1609 Keplersche Gesetze: Beschreiben die Bahnen von Planeten und Kometen • 1682 Edmond Halley: Der Komet von 1531, 1607 und 1682 ist immer derselbe! Kometen bewegen sich auf lang- gestreckten Ellipsenbahnen um die Sonne
Kometen: • Was sind Kometen? • Komet PanSTARRS C/2011 L4 • Komet Lemmon C/2012 F6 • Komet ISON C/2012 S1: beinahe ein Jahrhundertkomet • Komet Linear C/2012 X1: ein kleiner Holmes • Lovejoy C/2011 W3 (1) und C/2013 R1 (2) • Zusammenfassung / Literatur
Kometen (1)
• Kometen sind Urmaterie aus den Anfängen des
Sonnensystems, die in Sonnenferne kondensierte
• Sie umkreisen die Sonne überwiegend außerhalb des
Planetensystems im Kuiper-Gürtel und Oortscher Wolke
• Einige wurden abgelenkt nach innen:
- langperiodisch (> 200 Jahre) aus Oortscher Wolke:
statistisch verteilte Bahnneigungen gegen Ekliptik
- kurzperiodisch (< 200 Jahre) aus Kuiper-Gürtel:
vorwiegend nahe der Ekliptik
Kometen haben das Wasser auf die Erde gebracht!
Kometen (2) Kern: „schmutziger Schneeball“ • Größe: meist 0,6 – 8 km (auch bis 100 km) • geringe Schwerkraft, daher sehr porös (~ 0.1...1 g/cm3) und geringe mechanische Festigkeit • bestehen aus Wassereis (50...80%), gefrorenen Gasen (CH4, NH3,..), adsorbierten Molekülen (CHONS), Staub (CHON- und Silikat-Teilchen: 0,1...5μm), und Felsbrocken • Oberfläche: wegen Ausgasen sehr dunkle Kruste (cm, m) => Albedo 2...4% • aktive Regionen nur ca. 1% der Gesamtoberfläche
Kometen (3)
Koma: bildet sich bei Annäherung an die Sonne (< 4-5AE)
• Sublimation leichtflüchtiger Substanzen, die kleine
Staubteilchen mitreißen:
Abströmgeschwindigkeit 100...1000 m/s
• schwere Teilchen bleiben zurück => dunkle, poröse Kruste
• Ausbildung einer Koma, geschichtet:
- innen (~104 km): Muttermoleküle
- Mitte (~105 km): leichtere Tochtermoleküle
- außen: neutrale Atome (vor allem H, durch Dissoziation
abgespalten)
• ein Teil des Komagases wird ionisiert (Sonnenstrahlung,
Stoß / Ladungsaustausch mit Sonnenwindteilchen) und
von Sonnenwind ausgetrieben
Kometen (4)
Schweif: Ausbildung bei < 2AE
• Gas-Schweif: leichte Teilchen = ionisiertes Gas
werden von Sonnenwind mitgerissen,
- mit bis zu 100 km/s! => gerade von der Sonne weg
- Strukturen durch Magnetfelder
- Schweiflänge: 1...10 (bis 250!) Mio km
• Staub-Schweif:
durch Strahlungsdruck der Sonne angetrieben:
- sehr viel geringere Geschwindigkeit als bei Gasschweif
=> Krümmung des Schweifs wegen Kometenbewegung
- leichtere Teilchen stärker angetrieben (~1/Gewicht)
=> Auffächerung des Schweifs
Streifenbildung bei Rotation des Kometen
Komet
Mc Naught
Dirk Ewers
Namibia
Farm Hakos
03.02.2007
Blick zum
Gamsberg
Komponenten und Schweifbildung • Gas-/Staubjets durch Sonnenstrahlung ausgelöst und durch Sonnenwind und Strahlungsdruck in die Gegenrichtung abgetrieben • Neutralgaswolke: für Amateure nicht sichtbar!
Kometen (5)
Schwerkraft und Fluchtgeschwindigkeit an Oberfläche
Schwerkraft: Fo = - G∙M∙m∙R-2 = - m∙g
• Erde: R = 6370 km, M = 6∙1024 kg ge = 1 !
• Holmes: r = 1,7 km, m = 2∙1013 kg gh ≈ 5∙10-5
für d ≈ 1 g/cm3?
Fluchtgeschwindigkeit: vo = (2∙G∙M/R)1/2
• Erde: veo = 11,2 km/s
• Holmes: vho = 11,2∙(m/M∙R/r)1/2 = 1,3 m/s !!
Also Vorsicht: Auf Kometen nur sehr langsam gehen!Kometen (6)
Kometen sind im Prinzip alle gleich,
doch jeder ist anders!2013
Das Jahr der Kometen
PanSTARRS
Lemmon
LINEAR
ISON
LovejoyKomet PanSTARRS C/2011 L4 • Perihel am 10.03.2013: 0,33 AE Geschwindigkeit im P. 77 km/s • Erdnähe am 06.03.2013: 1,1 AE • Bahnneigung gegen Ekliptik: 78° • Umlauf um Sonne: 110.000 J ?? oder hyperbolisch? • Max Helligkeit: 1,0 m
Die Bahn von PanSTARRS Sie steht nahezu senkrecht auf der Ekliptik (78°)
PanSTARRS
15.03.2013
Peter KnappertPanSTARRS in der Abenddämmerung
Dieter Willasch RSA 02.03.2013PanSTARRS´ Flug Richtung Sonne
03.03.2013- eine Woche vor Perihel AP/spaceweather.com
Minoru YonetoPanSTARRS
Kernaktivität / Jets: FFT Unscharfe Maske,
© 2013 Bernd Thinius, Inastars Observatorium Potsdam, 15.03.2013
5 Tage nach PerihelPanSTARRS
nach dem Perihel
19.03.2013
Michael Jäger
Plasmaschweif: weist immer
von der Sonne weg
(schwach; rechts)
Staubschweif: ist träger
kann quer oder hinter
dem Kometen laufen
Auffächerung;
Streifen im Staubfächer
infolge KernrotationKomet PanSTARRS
bei Andromeda
M. Jäger 01.04.2013
Der Komet bewegt sich von
der Sonne weg, mit dem
Staubschweif voran, und
etwas seitlich. Dadurch wird
dieser auseinander gezogen!
03.04.2013 R. Dobesberger IASPanSTARRS beim Emissionsnebel NGC 7822 im Kepheus
30.04.2013 Michael JägerPanSTARRS am 13. Mai Michael Jäger
vor Kepheus, auf dem Weg ins äußere Sonnensystem.
Der breite Staubschweif verblasst, wächst aber noch. Der Komet hat
einen ausgedehnten Gegenschweif gebildet - Staub, der dem Kometen
auf seiner Bahn (links) hinterherzieht und mehr als 3 Grad umfasst.
Bei ~ 1,6 AE von der Erde entspricht das einer Ausdehnung von
über 12 Mio km.PanSTARRS in UMi 28.05.2013 Michael Jäger
Staubteilchengrößen:
„normaler“ Staubschweif: ~ 1 μm
Gegenschweif: 100 μm - 1 mmPanSTARRS C/2011 L4
Alter Hase:
gibt Material
gleichmäßig ab
Seiichi
YoshidaKomet Lemmon C/2012 F6 • Perihel am 24.03.2013: 0,73 AE • Aphel: 973 AE • Erdnähe am 05.02.2013: 0,99 AE • Umlaufperiode: 10.700 a • Bahn-Neigung gegen Ekliptik: 83° • Maximale Helligkeit: 4,5 m
Komet Lemmon bei KMW und KH 47 Tuc
Dieter Willasch IAS - RSA 15.02.2013Lemmon: Schweifveränderung in 24 h
15. und 16. Mai 2013 D. Peach
Schweifabriss am 15.5.2013Komet Lemmon:
Schweifabriss
15.05.2013 P. Mortfield
Im Gegensatz zu
PanSTARRS besteht
der Schweif
überwiegend aus GasKomet LINEAR C/2012 L2 und X1
LINEAR X1:
• Perihel am 21.02.2014 in 1,6 AE
• Exzentrizität: 0,99
• Erdnähe am 28.06.2014 in 1,6 AE
• Umlaufperiode: 1870 Jahre
• Überraschender Helligkeitsanstieg
am 20.10.2013 morgens: 14 8m
der „kleine Holmes“
LINEAR:
Lincoln Near Earth Asteroid ResearchKomet C/2012 L2 Linear 01.03.2013 B.Thinius IOP
LINEAR C/2012 X1 08.11.2013 Michael Jäger
Ausbruch von Komet LINEAR C/2012 X1
20.10.2013
Unexpected outburst by
comet C/2012 X1
although it is not clear
whether the object is
breaking up or whether
a bright jet of material is
simply blasting copious
quantities of gas and
dust into space.
Seichi Yoshida 20.10.2013
Beispiel für die Unberechenbarkeit von Kometen!Vergleich der Kometen Linear und Holmes
www.jahrhundertkomet.de
• Linear X1 Ende Oktober 2013: etwa 1/10 Vollmond-Durchmesser
• schaute aus wie eine kleine Ausgabe von Holmes
• doch großer Unterschied : Holmes erlitt den Ausbruch nach dem
Perihel, während Linear noch gut vier Monate davon entfernt ist
• bleibt abzuwarten, was wird, wenn er näher an der Sonne kommt
und sich weiter erwärmt.LINEAR C/2012 X1 30.10.2013 J.-F. Soulier Rohbild gestreckt 20° rotational gradient
Ursachen für Helligkeitsausbrüche • die Kollision mit einem anderen Himmelskörper (Felsbrocken, Asteroiden) • das Auseinanderbrechen des Kometen oder die Abspaltung von Fragmenten • die plötzliche, explosive Freisetzung eines großen Reservoirs von eingeschlossenen, gefrorenen Gasen (Aufbrechen der Oberfläche)
LINEAR C/2013 X1
20.10.2013 nach Ausbruch am 20.10.2013
Schwierigkeit der Vorhersage
zur Helligkeitsentwicklung!!
Seiichi Yoshida
30.11.2013 01.07.2014Komet ISON C/2012 S1 • Perihel am 28.11.2013 bei 0,012 AE - Abstand zur Sonnenoberfläche 1,1 Mio km • Exzentrizität: e = 1! d.h. hyperbolisch • Bahnneigung gegen Ekliptik: 62° • Erdnähe am 21.11.2013: 0,86 AE • Max. Helligkeit (vor Perihel): - 4m
Komet ISON entdeckt am 21.09.2012
W. Newski, A. Nowitschonok
ISON = Int. Scientific Optical Network
Aufnahme vom 25.09.2012:
- zu diesem Zeitpunkt nur 18,8 m hell
- ein schwaches Pünktchen im Krebs.Komet ISON im Blick von Deep Impact
17./18. 01.2013
US-Raumsonde Deep Impact
am 17. / 18. Januar 2013:
etwa 150 Bilder des Kometen
obwohl noch ~ 5,1 AE
von der Sonne entfernt,
bereits Schweif erkennbar!
Kometenkern schon aktiv
setzt Gas und Staub frei
muss ein großer Komet sein!ISONs Bahn am Himmel Wikipedia: AstroFloyd
Komet ISON C/2012 S1 HST 10.04.2013
Spektrum.de 29.08.2013
ISON – der nächste große
Komet?
Ende November 2013 wird
ISON der Sonne extrem
nahe kommen.
Dabei könnte er sogar am
Taghimmel sichtbar werden.
Vor und nach diesem
Datum zeigt sich ISON am
Morgen- bzw. Abendhimmel.
Andreas KammererUmlaufbahn von ISON um die Sonne
Grafik: BR, 09/2013
Am 28. November 2013 erreicht ISON sein Perihel, den
sonnennächsten Punkt mit nur 1,7 Millionen Kilometern Abstand zur
Sonne.
Das könnte ihm zum Verhängnis werden: Mit ihrer ungeheuren Masse
und den daraus resultierenden Gravitationskräften wird unser Stern den
"Sonnenstreifer" durchkneten wie ein Stück Teig. Die Gezeiten-
kräfte der Sonne sind so stark, dass ISON einfach zerbrechen könnte.Komet ISON 08.10.2013 in Leo
Mount Lemmon ObservatoryISON 15.11.2013 Damian Peach
Abstand zur Sonne ~ 0,2 AEISON
MPIS 16.11.2013
Wendelstein-Observat.
Nach Bildbearbeitung:
im Kopf des Kometen zwei flügelartige Strukturen erkennbar,
die an ein lang gezogenes U erinnern.
Verursacht durch vom Kern abgebrochene Fragmente?
Sprunghafter Anstieg der HelligkeitISON - ein frischer Komet?!
ISON ist wohl erstmals im inneren Sonnensystem.
Solche Kometen sind anfangs häufig ungewöhnlich hell
und bleiben später hinter den Vorhersagen zurück.
Auch ISON war bis in den November hinein fünf- bis
zehnmal schwächer als nach den ersten optimistischen
Prognosen.
Doch dann stieg seine Helligkeit mehrmals sprunghaft an.
Vermutlich sind kleinere Bruchstücke vom Kometenkern
abgeplatzt und haben zu den Helligkeitsausbrüchen
geführt.
Rainer Kayser: www.weltraum-aktuell.de › Nachrichten
27.11.2013Komet ISON auf Bahn um die Sonne
SOHO LASCO C3
Movie: soho.nascom.nasa.gov/hotshots/index.html/ 27.11.- 01.12.2013
Seine Größe wurde
anfänglich weit
überschätzt (~ 40 km):
Ø real etwa eine
Größenordnung kleiner!
Auflösung
bei Sonnenpassage
(Lovejoy W3 war noch
näher an der Sonne,
aber kompakter!)Komet ISON Fotomontage
27.11. – 01.12. 2013
Größte Annäherung am
28.11. um 19:30 Uhr bis
auf 1,17 Mio km an die
Sonnen-Oberfläche
2.700°C an Kometen-
Oberfläche
~ 3 Mio t Material pro
Sekunde verloren??
Komet löste sich auf!!
Nach Passage wohl
kein Kern mehr,
nur noch zunehmend
inaktiver Staub
ESA/NASA/SOHO/SDO/GSFCISONs letzte Minuten:
Sein Schweif aus Sicht von SUMER (SOHO)
links: gemessene Staubdichten
rotes Kreuz (): ISONs Position
Keinerlei Kern-Aktivität mehr!!
Gesichtsfeld von SUMER (50-160 nm)12.12.2013: „Keine Spur mehr von ISON!“
Jan HattenbachKomet ISON: Helligkeitsentwicklung
Seiichi
Yoshida„Entwicklung“ von Komet ISON
• ISON hatte schon Koma und Schweifansatz bei > 6 AE!!
großer Komet (~ 40 km Ø)
und kommt der Sonne sehr nahe (~ 1,1 Mio km über OF)
Jahrhundert-Komet!!
• Bleibt dann aber weit hinter Helligkeitserwartungen zurück
Es „dämmert“: Größe bei Marsbahn nur ~ 2 km Ø,
wohl frischer Komet, der schnell sein Pulver verschießt
• Bei Annäherung an die Sonne: geringe Helligkeit, aber dann
mehrere Anstiege Abbrüche legen frisches Material frei
Helligkeitsmaximum bei - 4m, dann Abfall
• 8 h vor Perihel: letzter Staubausstoß; Ø nur noch um 100m!!
• nahe Perihel: Rest löst sich auf; Staubwolke bildet noch
kleinen 2. Schweif; keine Aktivität mehr!
• Nach Perihel: keine Kernbruchstücke mehr erkennbar
Das war der Jahrhundertkomet, beinah!!Zum Vergleich: Komet Lovejoy (1) C/2011 W3
Lovejoy C/2011 W3
V. Tabur 23.12.2011
Bahndaten:
- Perihel am 16.12.2011:
bei 0,0055 AE Annäherung an
die Sonnen-OF bis 140.000 km
- Aphel bei ~ 150 AE
- Exzentrizität: e = 0,9999
- Umlauf in ~ 600 Jahren
- Max. Helligkeit: -3...-4 m
Er überstand die große Sonnennähe,
obwohl die Roche-Grenze über-
schritten war, wegen Rückstoßkraft
durch seine starke Aktivität?Komet Lovejoy (1)
C/2011 W3
Aufnahme von der ISS
NASA, Dan Burbank
nach Sonnenpassage
22.12.2011Lovejoy C/2011 W3 im Sonnenwind
Lovejoy im
Anflug auf die
Sonne:
Diskontinuitäten
im Schweif
Gegen Ende:
abgebrochener
Teilkomet über
Lovejoy
Movie unter: Wikipedia C/2011 W3 (Lovejoy) NASA Stereo-ALovejoy C/2011 W3 25.12.2011 Naskies
Lovejoy (1) nach Sonnenpassage
Helligkeitsentwicklung von Lovejoy (1)
Typisch für Kometen bei naher Sonnenpassage
Seiichi
YoshidaLovejoy C/2011 W3: Z. Sekanina, P. Chodas
Historie seines Zerbrechens
Simulationen Vermutung des stufenweisen Zerbrechens
- meist durch Gezeitenkräfte - im Nahfeld der Sonne:
• 467: Ein großer Komet zerbricht in mehrere Teile
• 1106: Der Hauptteil kehrt als der „Große Komet von 1106“ zurück
• 1329: Ein zweites Bruchstück - das auf eine länger-periodische
Bahn geriet - erschien erst jetzt;
dieses Teil wurde im Perihel weiter zerlegt
• 2200: Um dieses Jahr wird dessen Hauptteil wiederkehren,
evtl. als Gruppe von Fragmenten
• 2013: Komet Lovejoy dürfte ein weiteres Teil davon sein,
auf einer kürzerperiodischen Bahn
• 2014+ Zusätzliche Bruchstücke sind in den nächsten Jahren zu
erwartenKomet Lovejoy (2) C/2013 R1: Bahndaten • Perihel am 22.12.2013 ~ 47 km/s 0.81 AE • Aphel: 486 AE • Exzentrizität: 0,9983 • Umlauf: 10.700 a • Neigung der Bahnebene gegen Ekliptik: 64° • Max. Helligkeit: 4,8 m
Komet Lovejoy C/2013 R1 bei Präsepe (M44) D. Peach 07.11.2013
Komet Lovejoy C/2013 R1
auf dem Weg zur Sonne
28.11.2013 Rudi Dobesberger IASLovejoy C/2013 R1
Schweifdiskontinuitäten
Mosaik 05.12.2013
V. Popov, E. Ivanov
ν1 Boo
ν2 Boo
μ CrBLovejoy C/2013 R1 mit ζ-Her und KH M13
auf dem Flug Richtung Sonne Michael Jäger 14.12.2013
Maximale Helligkeit (Dezember 2013): 4,5 - 5 mLovejoy C/2013 R1 bei 70 Her
30.12.2013, nach der Sonnenpassage
Osservatorio Astronomico Sormano
Starker Gasschweif, von der Sonne wegLovejoy C/2013 R1 Helligkeitsentwicklung
Abfall schon
einen Monat
vor dem Perihel
am 22.12.2013
Seiichi YoshidaAusblick
Kometen sind im Prinzip alle gleich,
doch jeder ist anders!Ausblick • Kometen werden für uns erst sichtbar, wenn sie aus den Außenbereichen des Sonnensystems nach innen abgelenkt wurden • Bis dahin haben alle in etwa die gleiche Zusammensetzung (Urmaterie) • Diese ändert sich in Sonnennähe durch Ausgasen und dabei mitgerissenem Staub in Abhängigkeit von - Größe und Kompaktheit - Perihel-Nähe zur Sonne und Bahnexzentrizität - Zahl der erfolgten Umläufe
Ausblick
• Mechanische Einflüsse auf Struktur und Erscheinung:
- Relativbewegung gegen Sonne und Erde
- Rotation des Kometen
- Zerbrechen im Gravitationsfeld von Sonne oder Planeten
- Explosion bei innerem Gasüberdruck in Sonnennähe
- Kollision mit anderem Kleinkörper
• Filamentbildung im Plasmaschweif durch Magnet-
felder von Sonne und Sonnenwind
Wenn Kometen erst einmal ins Innere des
Sonnensystems gelenkt wurden, haben sie
die längste Zeit gelebt!!Lovejoy C/2013 R1 und LINEAR C/2012 X1
im sternenreichen
Gebiet von Oph
je ~ 8 m
Abstand ~ 3°
Michael Jäger
10.02.2014Quellen
• www.kometen.info.de/: Aktuelle Daten und Bilder zu Kometen
• www.kometen.info/lexikon.htm
• http://kometeninfo.blogspot.de/
• Wikipedia: Kometen, Fragmentation History of Lovejoy 2011/W3
• Schweifstern, Heft 151, Juni 2013, VdS-FG „Kometen“
• ASTROnews von SuW, Spektrum, ESA , NASA, ...
• D. Fischer, F. Gasparini: Komet ISON, Oculum-Verlag 2013
• Rainer Kayser: www.weltraum-aktuell.de › Nachrichten
29.11.2013: „Komet ISON ist zerbrochen“
• soho.nascom.nasa.gov/hotshots/index.html/ ISON-Movies
• http://www.raumfahrer.net/news/astronomie/
• www.jahrhundertkomet.de „Ein Komet explodiert – Ursachen?“
• http://www.kometen.info/2012f6.htm
• Paul Mortfield: Comet Lemmon (C/2012F6) (Fotoserie:
13.- 21.05.2013, dokumentiert Veränderungen des Gasschweifs)Quellen • http://www.aerith.net/comet/weekly/current.html S. Yoshida´s Homepage: Kometen-Helligkeitenverlauf • http://cometography.com/pcomets/017p.html • www.kometen.info/17p.htm • www.kometen.info/lexikon.htm • www.astrocorner.de • http://cosmosmotion.110mb.com/en/submitions.php • www.skyandtelescope.com/news/home/ • Jan Hattenbach: „ISON – der verhinderte Jahrhundertkomet“ Sterne und Weltraum News 13.01.2014 • Uwe Pilz: „Komet ISON – Die letzten Tage“ VdS-Journal IV 2014 • W. Curdt: „Das war ISON. Was bleibt?“ SuW 11-2014, S.25 • E. Wischnewski: Astronomie in Theorie und Praxis, 6. Auflage
2013 vorbei Danke!
Sie können auch lesen
