Das Magnetfeld eines Kometen

Gasausbruch auf Tschurjumow-Gerrassimenko vom 3. Juli 2016 Quelle: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Ein wirklich interessantes Thema, denn eigentlich dürften Kometen kein eigenes Magnetfeld aufbauen können, zumindest so eines wie es die Gesteinsplaneten wie die Erde es hat. Schon beim Kometen Halley dachte ich 1986 an so eine Möglichkeit, denn der Schweif der Kometen ist ein besonders faszinierendes Objekt. Nicht nur sind sie schön an zu schauen, sie beflügeln auch die Fantasie. Wenn man bedenkt das der eigentliche Nukleus des Kometen Halley ca. 15 x 7 Kilometer lang und breit ist, der Schweif jedoch einen Durchmesser von 100.000 Kilometern hatte war eigentlich klar das da noch etwas anderes im Spiel sein musste damit die Coma des Kometen eine solche Ausdehnung erreichen kann.

Im zweiten Gedankenspiel dachte ich wenn nur der Sonnenwind die Form der Coma beeinflusst müsste der Nukleus eigentlich vor dem Schweif herfliegen, was er bekanntlich nicht macht und dann dürfte er eigentlich auch nicht diese Ausdehnung erreichen können. Wenn nur der Sonnenwind Einfluss auf die Form der Coma und des Schweifes hat müsste rein praktisch gesehen sich der Schweif trichterförmig hinter dem Nukleus ausbreiten, was jedoch anhand der astronomischen Beobachtungen nicht der Fall war. Also meine große Frage 1986 war, wie kann die Coma eines Kometen solche Dimensionen annehmen. Beim lesen des Buches Urknall, Quarks und Kernfusion des Urania Verlags lernte ich das auch ein Plasma, also ionisiertes Gas, ein Magnetfeld erzeugen kann und da lag wohl auch die Lösung des Problems. Nur wie entsteht ein Plasma um den Kometenkern herum? Bereits 1957 war ein gewisser Hannes Alfvens mit der selben Fragestellung beschäftigt, er erklärte es damit das der Nukleus eine Art Schockwelle im solaren Magnetfeld erzeugt. Dadurch sollte eine ausreichende Ionisierung der entweichenden Gase erreicht werden um in der Interaktion mit dem damals noch theoretischen Sonnenwind die Strahlstruktur des Kometenschweifes zu erzeugen. 

Na gut wie dem auch sei, die Raumsonde Rosetta konnte die Geburt einer Magnetosphäre am Kometen P67/Tschurjumow-Gerrassimenko live miterleben. Die Messergebnisse legen ein klein wenig anderes Bild wie eine Magnetosphäre um einen Kometen her entsteht nahe. Bereits einen Tag nach erreichen des Kometen am 7. August 2014 maßen die Instrumente von Rosetta ionisierte Wassermoleküle um den Nukleus in einer Entfernung zum Nukleus von 100 Kilometern. Bei seiner Annäherung an die Sonne erfährt ein Komet eine Transformation, seine Oberfläche wird wärmer. Bereits am 26. September 2014 konnte Rosetta den ersten massiven Gasausbruch vom Kometen registrieren. Die freigesetzten Wassermoleküle werden von der harten Ultra-Violetten Strahlung der Sonne ionisiert  Die neuen Ionen werden vom elektrisch geladenen Feld des Sonnenwindes beschleunigt, jedoch durch die Trägheit der Ionen selber strahlen sie einen Teil der Energie des Sonnenwindes in entgegengesetzte Richtung wieder ab, de facto ist ein Plasma um die Koma des Kometen entstanden das ein Magnetfeld erzeugt. Das die Rosetta Mission zum Kometen 67P Tschrijumow-Gerrasimenko noch für die nächsten Jahre Daten bereithält die es zu analysieren gilt dürfte klar sein. Warum zum Beispiel ein Gasausbruch sich am 3. Juli 2016 ereignete ist bislang recht unklar. Der Nukleus befand sich zu diesem Zeitpunkt bereits 500 Mio. Kilometer von der Sonne entfernt, klar ist nur das anscheinend Restwärme im inneren des Kometenkerns vorhanden gewesen sein muss um des Gasausbruch zu initialisieren. Oder haben Kometen überhaupt eine Ruhephase? Gute Frage.   

Vorbeiuflug des Kometen Siding Spring am Mars Quelle: NASA/Goddard

Das Magnetosphären von Kometen durchaus sehr stark sein können zeigte der nahe Vorbeiflug des Kometen C/2013 A1 Siding Spring am Roten Planeten Mars. Das war ein recht interessantes Ereignis, denn der Mars besitzt kein globales Magnetfeld wie es die Erde besitzt. Das messbare Magnetfeld um den Planeten besitzt nur eine Stärke von 0,5 Nanotesla. Der einzige Schutz der Oberfläche ist die Atmosphäre des Planeten, nur die wird bekanntlich auch immer dünner. Der recht nahe Vorbeiflug des Kometen Siding Spring am Mars erfolgte am 19. Oktober 2014, die minimale Entfernung zwischen beiden Himmelskörpern betrug nur 140.000 Kilometer. Die erst wenige Wochen vor dem Ereignis am Mars eingetroffene Sonde der NASA Maven konnte die Effekte des nahen Vorbeifluges des Kometen auf die Marsmagnetosphäre messen. Der erstaunliche daran war das Siding Spring, der einen Nukleus von ca. 600 Metern Durchmesser hatte, die Marsmagnetosphäre in ein Chaos stürtzte. Der Komet baute ein stärkeres Magnetfeld auf als der Planet. Die Ausdehnung der äußeren Coma des Kometen betrug mehr als eine Million Kilometer und flutete die Oberfläche des Mars mehrere Stunden lang mit hochenergetischer Partikeln. Tja ich würde mal sagen da liegt noch einige Forschungsarbeit vor den Wissenschaftlern bevor sie diese Beobachtungen auch erklären können.