KometenKometenim im

SonnensystemSonnensystem

BahnelementeBahnelemente

Periheldistanz = Minimale Distanz des Periheldistanz = Minimale Distanz des Kometen zur SonneKometen zur Sonne

Apheldistanz = Maximale Distanz des Apheldistanz = Maximale Distanz des Kometen zur SonneKometen zur Sonne

KometenbahnenKometenbahnen

Die Periheldistanz bestimmt die Die Periheldistanz bestimmt die Bedingungen für die BeobachtbarkeitBedingungen für die Beobachtbarkeit

Die Apheldistanzen sind praktisch Die Apheldistanzen sind praktisch immer außerhalb der Jupiterbahn und immer außerhalb der Jupiterbahn und oft sehr weit außerhalboft sehr weit außerhalb

Die Kometenbahnen kreuzen im allg. Die Kometenbahnen kreuzen im allg. Die Planetenbahnen – vor allem die Die Planetenbahnen – vor allem die JupiterbahnJupiterbahn

chaotische Bahnchaotische Bahn

Evolution von Evolution von KometenbahnenKometenbahnen

Die Kometen werden in quasi-circularen Bahen Die Kometen werden in quasi-circularen Bahen in der Region des Gasplaneten gebildetin der Region des Gasplaneten gebildet

Evolution der Evolution der KometenbahnenKometenbahnen

Nach Formation der Gasplaneten gibt es Nach Formation der Gasplaneten gibt es eine Scheibe außerhalb der Neptunbahn – eine Scheibe außerhalb der Neptunbahn – Kometen wandern nach außen – einige Kometen wandern nach außen – einige gelangen ins innere Systemgelangen ins innere System

Evolution von Evolution von KometenbahnenKometenbahnen

Die Scheibe verliert mehr und mehr an Die Scheibe verliert mehr und mehr an Material im Laufe der Zeit -- Kometen im Material im Laufe der Zeit -- Kometen im Bereich der Oortschen Wolke sind quasi Bereich der Oortschen Wolke sind quasi isotrop verteiltisotrop verteilt

Tisserand Parameter (1)Tisserand Parameter (1)

a = große Halbachsea = große Halbachse

(a(aJJ für Jupiter) für Jupiter) e = Exzentrizitäte = Exzentrizität i = Bahnneigung (zur Ekliptik)i = Bahnneigung (zur Ekliptik)

T aJa

2a

aJ1 e2 cosi

Tisserand Parameter(2)Tisserand Parameter(2)

T ist eine T ist eine Approximation der Jacobi Approximation der Jacobi KonstanteKonstante – d.h. ein quasi-Integral der – d.h. ein quasi-Integral der Bewegung im eingeschränkten 3 Körper Bewegung im eingeschränkten 3 Körper Problem (Sonne – Jupiter – Komet)Problem (Sonne – Jupiter – Komet)

Bei nahen Begegnungen bleibt T in etwa Bei nahen Begegnungen bleibt T in etwa erhaltenerhalten

T ist gekoppelt mit T ist gekoppelt mit d.d.EncountergeschwindigkeitEncountergeschwindigkeit zw. zw. Komet und Jupiter:Komet und Jupiter:

UU22 = 3 - T = 3 - T

Kurzperiodische KometenKurzperiodische Kometen

- - JupiterJupiter Familie (JF) Familie (JF) T>2T>2

- - ““Halley-TypesHalley-Types”” (HT) (HT) T<2T<2

Kometen mit P<200 yrsKometen mit P<200 yrs

““kurzperiodischenkurzperiodischen”; ”; die andereen sind die andereen sind die “die “lang- lang- periodischenperiodischen””

Die JF hat meist Die JF hat meist P<20 yrs; während P<20 yrs; während die HT meist P>20 die HT meist P>20 yrsyrs

Beobachtete Beobachtete InklinationenInklinationen

JFJF – kleine – kleine InklinationenInklinationen

HT – alle Werte HT – alle Werte möglich möglich

LP – Verteilung fastLP – Verteilung fast isotropisotrop

Die PeriheldistanzenDie Periheldistanzen

Abhängig von der Abhängig von der Auswahle der Auswahle der BeobachtungBeobachtung

q meist < 2.5 AUq meist < 2.5 AU

LebenszeitLebenszeit Aktivität:Aktivität:

- Ende der Aktivität - Ende der Aktivität

- Magnitude zu schwach- Magnitude zu schwach Physique:Physique:

- Kollision mit Sonne od. Planet- Kollision mit Sonne od. Planet Dynamik:Dynamik:

- escape- escape

Nahe Vorübergange an Nahe Vorübergange an PlanetenPlaneten

Starke Veränderungen in aStarke Veränderungen in a

Chaotische Bewegung von Chaotische Bewegung von kurzperiodischen Kometenkurzperiodischen Kometen

Evolution von Evolution von chaotischenBahnenchaotischenBahnen

Einfluss-sphäreEinfluss-sphäre

p ap mp1/ 3

Stabile Stabile Bewegung Bewegung planetozentrischplanetozentrisch

Stable Bew. Stable Bew. heliozentrischheliozentrisch

Beide Beide Bewegungen Bewegungen stabilstabil

h / p ap mp2 / 5

h ap mp1/ 2

Hyperbolische Hyperbolische AblenkungAblenkung

Winkel d. Ablenkung Winkel d. Ablenkung ::

bb = Impaktparameter = Impaktparameter

tan2

GM p

b UVp 2

Nahe BegegnungenNahe Begegnungen

((VVee = escape = escape geschw.)geschw.)

b f Rp 1E 2

U 2

E VeVp

tan f2

E 2

2U U 2 E 2

V f2 Ve

2 U 2Vp2

RpV f UVpb f

StörungsenergieStörungsenergie

Bei nahen Begegnungen ist |Bei nahen Begegnungen ist |z| maximal wenn U≈0.3-z| maximal wenn U≈0.3-0.40.4

V 2 Vp2 2 z ;

zap /a

z V 2 /Vp2 2U cos cos

z2U 2cos sin2 2

sin sin

capturecapture Langperiod. Kometen Langperiod. Kometen

bewegen sich ganz zufälligbewegen sich ganz zufällig - im Extremfall -- - im Extremfall -- HTHT

Die JF werden scheinbar Die JF werden scheinbar eingefangeneingefangen Transneptuniens: TTransneptuniens: Tpp3, 3, ii00

- Die - Die CentaurenCentauren sind mögl. sind mögl. Kometen die noch Kometen die noch eingefangen werden eingefangen werden

Der durch Jupiter ‚zerissene‘ Komet Shoemaker-Levy 9 20 Brocken von 2km Durchmesser Einschlag am Jupiter im Juli 1994 Mit 60 km/sec

OORT‘SCHE WOLKE:

Sie beginnt jenseits der KBOs – und ist die (noch hypothetische) Herkunftsregion der langperiodischen Kometen. Die einige km bis hunderte km großen Kometen bestehen fast ausschließlich aus H2O-Schnee („schmutzige Schneebälle“).

JENSEITS NEPTUN:

KBOs -- Bisher sind ca. 800 dieser Dutzende km bis weit über 1000 km großen Körper bekannt. Sie dürften zum Großteil aus Wasser-eis bestehen (da sehr geringe spezifische Dichten). Pluto scheint einer der größten (momentan DER größte bekannte) dieser KBOs zu sein.

Kuiper GürtelKuiper Gürtel Klassische KBO (kleines Klassische KBO (kleines

e)e) Resonante KBOs (PlutinosResonante KBOs (Plutinos Scattered Disk Scattered Disk

(Sedna(Sedna))