F:\VESTA\Gescande Vesta`s\Vesta 060\Kuijt 60.wpd

Kometen (2)
Naar aanleiding van de wel zeer bijzonder fraaie verschijning van Hale Bobb, afgelopen
voorjaar (zoiets ziet men gemiddeld slechts één maal in een mensenleven) onderbrak ik de
serie over de algemene relativiteitstheorie om aan dit fenomeen enige aandacht te schenken.
Eén aflevering bleek echter niet genoeg, diverse vragen bleven over, die nu (zoals beloofd) in
dit nummer behandeld zullen worden.
Wat zijn in feite kometen, waar komen ze vandaan, vanwaar die onvoorspelbaarheden ?
Nu verandert een komeet héél sterk, afhankelijk van zijn afstand tot de zon. We zullen
beginnen met de komeet zoals hij zich aan (ons blote oog) voordoet.
Aan een komeet is kop en staart te ontdekken.
De kop bestaat op zijn beurt weer uit een zéér kleine kern (van de grote zichtbare kometen
bedraagt deze slechts enkele km in doorsnee, van de heel kleine, slechts in een telescoop
zichtbare, is deze soms niet groter dan een flinke, nog te torsen steenklomp) met daaromheen
een gasvormige coma, (bij de grote kometen) met de afmeting van ongeveer onze aarde.
De staart (kometen werden derhalve ook wel staartsterren genoemd, komè is het Griekse
woord voor haar) kan zéér lang worden, de langste ooit gemeten was zelfs 290 miljoen km
lang (2 maal de afstand aarde-zon)!
Deze staart is werkelijk heel ijl, heldere sterren schijnen er dwars doorheen !
Zoals reeds gezegd, veruit de meeste kometen zijn periodiek, dat wil zeggen, dat ze door het
beschrijven van een elliptische baan met de zon in één der brandpunten steeds weer
terugkeren. Halley was de eerste die ontdekte (in 1695) dat de (beroemde naar hem
genoemde) komeet uit 1682 dezelfde was als 27 kometen die, vanaf 87 v Chr. steeds om de 76
jaar al eerder waren waargenomen.
Er zijn een kleine 40 (duidelijk voor het blote oog zichtbare) kometen bekend met
omloopstijden variërend van 3,3 j. (komeet van Encke) tot 76 jaar (Halley).
Ver van de zon af bestaat de komeet slechts uit de (vaste) kern (en is daardoor zéér
lichtzwak).
Naarmate de komeet de zon dichter nadert 'verdampt' de kern gedeeltelijk en vormt de
(gasvormige) coma. Daardoor wordt de afmeting zeer snel groter en dus veel helderder. Nog
dichter bij de zon vormt zich de staart die steeds van de zon is afgekeerd. Dit werd (terecht)
verklaard door aan te nemen dat door de stralingsdruk van de zon (gas- en stof)deeltjes uit de
coma werden weggeblazen.
Deze staart bestaat echter weer uit (minstens) twee delen:
een zéér lange, rechte gasstaart (welke tientallen miljoenen km lang kan worden) en een
gebogen kortere (tot maximaal 10 miljoen km lange) stofstaart.
De gasstaart wordt gevormd door de stroom van (o.a.) protonen en neutronen, (welke de zon
constant uitstraalt), de stofstaart wordt gevormd door de druk van het zonlicht (stroom van
fotonen). Uit bovenstaande is nu wel duidelijk waarom de helderheid van een komeet véél
sterker toeneemt dan met de reciproke (omgekeerde) waarde van het kwadraat van de afstand
tot de zon. Bovendien kaatst een komeet 'dichtbij' de zon, niet alleen zonlicht terug, hij gaat
zelf ook licht uitzenden. (Deeltjes in de gasstaart worden door de zonne-energie in zg
aangeslagen toestand gebracht; bij het terugvallen van electronen naar lagere energienivo's
wordt licht uitgezonden: een emissiespectrum !)
Het is duidelijk dat de komeet bij elke 'zonnedoorgang' massa verliest en de stofstaart (die
achter de komeet blijft hangen) steeds langer wordt. Een komeet zal daardoor bij elke nieuwe
verschijning steeds minder spectaculair worden (zoals reeds gezegd: de verschijning van de
komeet van Halley was in 1986 een grote teleurstelling voor het grote publiek) en zelfs (voor
het blote oog) geheel onzichtbaar gebleven. Het niet meer terugkeren van een komeet kan
echter ook een andere oorzaak hebben: sommigen scheren zo dicht langs de zon (zogenaamde
zonnescheerders) dat ze er uiteindelijk in verdwijnen !
Er zijn echter ook kometen die wel meer dan 100 maal de zon passeren. Daardoor wordt
tenslotte hun gehele (elliptsche) baan gevuld met stof (hemelgruis). En hiermee hebben we nu
een verklaring voor de jaarlijks weerkerende regen van vallende sterren (meteoren) half
augustus (Perseïden) en half november (Leoniden): de aarde passeert dan de (over de gehele
baan uitgesmeerde) stofstaart van een komeet !
Het bewijs hiervoor is o.m. geleverd doordat bleek dat de normale intensiteit van de Leoniden
(+/- 12 per uur) éénmaal in de 33 jaar oploopt tot wel 10.000 per uur ! Deze periode is
dezelfde als die van de komeet Swift-Tuttle. Ook andere elementen van de baan (lengte
klimmende knoop, afstand perihelium, helling etc.) bleken voor beide exact hetzelfde te zijn:
vergissing dus uitgesloten !
Waar komen de kometen vandaan ? Nu, op dit gebied is de laatste 50 jaar zeer veel (letterlijk
baanbrekend) werk verzet. Hendrik Jan Oort poneerde in 1950 de stelling dat ons zonnestelsel
wordt omgeven door een dichte kometenzwerm op een afstand van 50.000 tot 150.000 AE.
(Dit is 1 à 2 lichtjaar dus tot halverwege de dichtstbijzijnde ster !). Dit is de zogenaamde
Oortwolk.
Deze kometen draaien hun rondjes om de zon in een miljoen jaren tijds. Maar hoe komen ze
nu in de buurt van de zon ? Zo af en toe (zeg éénmaal in de miljoen jaar) passeert er een ster
deze wolk op 'vrij dichte' afstand. Door de gravitatiewerking van deze ster zullen er kometen
richting zon 'geduwd' worden. Het gevolg is een parabolische baan (op toch nog vrij grote
afstand) om de zon.
Hiermee is nog niet alles verklaard. Enkele van deze 'naar binnen geduwde' kometen zullen de
grote buitenplaneten (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) zo dicht passeren dat ze
hierdoor nog preciezer richting zon zullen bewegen. Hierdoor zal de oorspronkelijk
parabolische baan omgezet worden in een elliptische met de zon in het ene brandpunt en de
(oorspronkelijke) plaats van de planeet in het andere brandpunt. (zie fig 1}. Een 'bewijs' voor
deze theorie is het feit dat er duidelijk groepen van -periodieke- kometen zijn met een tweede
brandpunt op afstand van Jupiter (periode +/- 7 jaar), Saturnus (T = +/- 15 jaar), Uranus (T =
+/- 30 jaar: Swift-Tuttle) en Neptunus (T = +/- 75 jaar: Halley). (zie fig. 2). Meer dan de helft
van de periodieke kometen behoort tot de Jupiterfamilie.
Een jaar later poneerde Gerard Kuiper het bestaan van een andere kometengordel op 'slechts'
35 à 50 AE afstand van de zon (zogenaamde Kuipergordel). Hij baseerde dit idee op de
theorie dat de zon in het begin van haar ontstaansgeschiedenis wel 10 maal zo fel scheen.
Daardoor verdampten de aanwezige oergassen, wier condensatie nodig is voor de vorming van
de kern van een komeet.(zie sneeuwbaltheorie). Pas op grote afstand (buiten de
Neptunusbaan) kon weer condensatie plaats vinden. Bovenstaande sluit aan bij het (eveneens
+/- 1950) gevormde inzicht dat de komeetkern ook wel beschouwd wordt als een 'vuile
sneeuwbal'. Elkaar aantrekkend grind en gruis wordt door, tot vaste stof gecondenseerde
gassen (water, ammoniak, methaan en kooldioxide) aan elkaar 'geplakt' tot de komeetkern.
(NB: voor 1950 was er de zg. 'grindbaktheörie'van Proctor: de komeetkern bestond slechts uit
een klomp kleine meteoriden).
Een andere conclusie van de 'sneeuwbal' theorie (die het percentage ijs in de komeetkern op
50% schat) is de verklaring van al het oceaanwater op aarde. Dit zou een gevolg zijn van het
zeer heftige (meteoriet- en) komeetbombardement in de beginperiode van de aarde. (3,8 tot
4,6 miljard jaar geleden).
Jaap Kuyt