Komeet Hale-Bopp, foto Henk Scholtens

Een bijzonder object aan de sterrenhemel is de verschijning van een komeet. Zo hebben in de afgelopen decennia de spectaculaire kometen Halley (1986), Shoemaker-Levy (1994), Hyakutake (1996) en Hale-Bopp (1997) in het middelpunt van de belangstelling gestaan. De meeste kometen zijn echter slechts zichtbaar als zwakke nevelachtige objecten tussen de sterren.

Oortwolk

Door de Nederlandse astronoom Jan Hendrik Oort (1900-1992) is rond 1950 een model opgesteld van waar kometen van vandaan komen. Na een analyse van verschillende kometen die voor de eerste keer ons zonnestelsel binnendrongen kwam hij tot een verzameling kometen op zeer grote afstand van de zon (50.000 AE). Deze kometen zijn in een bolschil verdeeld en men denkt aan een aantal van 100 miljard. Deze verzameling kometen wordt de 'kometenwolk van Oort' genoemd. Af en toe zal als gevolg van verstoringen door de massa van ons Melkwegstelsel, of een dichtbij passerende ster een komeet een zodanige baan krijgen dat hij terecht komt in de binnengebieden van ons zonnestelsel en zichtbaar voor ons wordt.

Kometen uit de Oortwolk zijn volledig onvoorspelbaar waardoor er regelmatig nieuwe kometen worden ontdekt. Vaak gebeurt dit aan de hand van fotomateriaal van professionele sterrenwachten maar vaak worden kometen juist ontdekt door amateurastronomen. Sommige amateurs hebben zich gespecialiseerd in de speurtocht naar nieuwe kometen en hebben daarbij al meerdere kometen ontdekt. Het betreft hier vaak Japanners en Amerikanen. Een ontdekker van een nieuwe komeet mag zijn naam verbinden aan de komeet Als een komeet voor het eerst gezien wordt is het vrijwel altijd een diffuus object met een magnitude van 10 of zwakker. Hij onderscheidt zich dan van andere nevelachtige objecten door zijn beweging langs de sterrenhemel.

Kuipergordel

Met de Oortwolk kan het verschijnen van een komeet met een lange omloopperiode verklaard worden. Dit is niet het geval voor kort-periodieke kometen met bijvoorbeeld een omlooptijd van ongeveer 20 jaar. Een opvallende eigenschap van deze kometen is de kleine baanhelling die zij bezitten. Dit is niet te verklaren met behulp van de Oortwolk aangezien hierbij de kometen van elke richting kunnen komen. In 1951 kwam een andere Nederlandse astronoom, Gerard Kuiper (1905-1973) tot de conclusie dat er een tweede kometenreservoir zich net buiten de baan van Neptunus moet bevinden. Men noemt deze verzameling de 'Kuipergordel'. Werd eerst door simulaties en berekeningen het bestaan van kometenreservoirs aannemelijk gemaakt, sinds enige jaren is ook door directe waarnemingen de Kuipergordel definitief aangetoond. In 1992 werd het eerste object buiten de Neptunusbaan aangetroffen terwijl er in 1996 al ruim 30 bekend zijn. Mede door de Hubble Space Telescope zijn er vele objecten gevonden in het gebied van de Kuipergordel.

Samenstelling van een komeet

Wanneer een komeet de zon nadert, wordt hij langzaam verwarmd en beginnen de vluchtige bestandsdelen te sublimeren (ze gaan hierbij rechtstreeks van vaste vorm over in gasvorm). Hierdoor ontstaat de coma van de komeet. Dit gasvormige omhulsel kan zeer grote afmetingen aannemen tot wel 100.000 km. De coma begint zichtbaar te worden ergens op een afstand tussen de 450 en 1500 miljoen kilometer van de zon. Dit is afhankelijk van de samenstelling van de komeet.

Door de zonnewind worden atomen en moleculen in de coma geïoniseerd en meegesleurd. Er wordt dan vanaf 2A.E. van de zon (300 miljoen km) een gasstaart ontwikkeld welke vrijwel recht van de zon af staat. Ook stofdeeltjes kunnen door de stralingsdruk van de zon uit de coma verwijderd worden en zo een staart vormen. Door hun grotere massa bewegen zij veel trager dan de atomen en moleculen en vormen ze een gekromde staart, de stofstaart.

Komeet Hyakutake, foto Henk Scholtens

Donkere sneeuwbal met fonteinen

Het spectrum van kometen vertoont vrijwel altijd emissielijnen van neutrale moleculen in de coma, en van ionen in de gasstaart. Bij kometen die dicht in de buurt van de zon komen, vindt men ook metaallijnen zoals ijzer, nikkel en chroom. In 1950 ontwikkelde Fred Whipple een theorie voor de samenstelling van een komeet, de 'vuile sneeuwbal'-theorie. De komeet zou hierbij ontstaan uit een mengsel van gruis en diverse soorten ijs (van water, ammoniak, methaan en andere bevroren gassen). Met dit model konden alle tot dan toe waargenomen verschijnselen worden verklaard. Sinds de satellietwaarnemingen aan komeet Halley in 1986 (onder andere de Europese Giotto) weten we dat de 'vuile sneeuwbal'-theorie in principe correct is.

Komeet Halley, foto Giotto-ruimtevaartuig

Met de Giotto-waarnemingen is ook bekend geworden dat bij een komeet niet over het gehele oppervlak gassen verdampen en stof wordt uitgestoten maar dat dit alleen gebeurt in actieve gebieden (fonteinen) die in het geval van Halley hooguit tien procent van het totale oppervlak van de komeet beslaan.

Komeet Hale-Bopp, foto Henk Scholtens