Kometen im Sonnenwind

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Der Plasmaschweif eines Kometen wird vom Sonnenwind geformt. Dem Beobachter scheint der Komet ruhig und bewegungslos am Himmel zu stehen. Wenn man aber, wie das von ESO Astronomen beim Kometen Halley 1986 gemacht worden ist, den Plasmaschweif über einen Zeitraum beobachtet, sieht man, dass er in heftigster Bewegung ist.

Wie eine Windfahne zeigt er Änderungen des Sonnenwindes an. Man könnte ihn als ein (kostenloses) Messinstrument für den Sonnenwind benützen, wenn man die Botschaft, die der Kometenschweif enthät, lesen könnte. Leider sind die Kometen immer weit entfernt von den Satelliten, die den Sonnenwind messen, so dass man nie weiss, wie die Bedingungen am Orte des Kometen zur Beobachtungszeit waren.
Modellrechnungen am Computer bieten ein ideales Hilfsmittel, die Reaktion des Plasmaschweifes auf spezifische Ereignisse zu studieren. Wir hatten früher bereits studiert, wie eine interplanetare Stosswelle den Plasmaschweif abreissen kann.

Die linke Abbildung zeigt einen Modellkometen 3.5 Stunden nachdem er vom langsamen in den schnellen Sonnenwind eingetreten ist. Dieses Bild kann verglichen werden mit dem Schweif des Kometen Halley wie er am 20.März 1986 von ESO Astronomen beobachtet worden ist. In beiden Bildern fällt auf, dass der Schweif geknickt ist und an der inneren Knickstelle abzureissen scheint.

Es gibt Hinweise, dass solche Schweifabrisse auch verursacht werden, wenn der Komet die heliospherische Stromschicht durchläuft. An der Stromschicht ändert das Magnetfeld seine Richtung um 180 Grad. Es könnte sich neu verbinden und mit der dabei freigesetzten Energie den Schweif abreissen. Bisherige Computerexperimente zeigten aber, dass dieser Effekt nicht wirksam ist. Andererseits ist die Stromschicht von einer Zone langsamen, dichten Sonnenwindes umgeben, die eingebettet ist in Gebiete mit schnellem, dünnem Sonnenwind. Deshalb trifft ein Komet, wenn er die Stromschicht und damit den langsamen Sonnenwind passiert hat, bald darauf wieder auf einen schnellen Wind (High speed stream). Beim Übergang ändert sich die Strömungsrichtung um etwa 10 Grad und die Magnetfeldstärke erhöht sich um einen Faktor zwei. Modellrechnungen zeigen, dass dieser Übergang vom langsamen zum schnellen Wind auch einen Schweifabriss verursacht. Der Schweif nimmt dabei eine auffallend geknickte Gestalt an.

R. Wegmann