Was ist ein Kometenschwanz?
Jeder aktive Komet hat einen Schwanz - das ist ein Teil dessen, was einen Kometen zu einem Kometen macht. Woher kommt der Schwanz eines Kometen? Kometen sind die meiste Zeit ihres Lebens eiskalte Objekte am Rande des Sonnensystems und haben keine Schwänze. Es handelt sich um Weltraumgesteine, die hauptsächlich aus Eis und Staub bestehen. Wenn ein Komet aktiv ist, wird dieser Stein als Kern bezeichnet. Wenn der Komet die Sonne umkreist, gelangt er schließlich in das innere Sonnensystem, in dem der Sonnenwind und das Sonnenlicht so intensiv werden, dass ein Teil des Eises und des Staubs des Kometen verdampft wird, der anschließend ionisiert und zum langen, ausgedehnten Kometenschwanz wird.
Ein Kometenschwanz kann extrem lang werden - eine astronomische Einheit (Entfernung Erde-Sonne, 150 Millionen km oder 93 Millionen Meilen) -, und die Koma oder die unmittelbare Atmosphäre um den Kometen kann größer sein als die Sonne. Dies alles von einem Kern mit einem Durchmesser zwischen 100 Metern und 50 Kilometern, wobei ein Durchmesser von 10 Kilometern typisch für Kometen ist, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Da Kometen nur einen kleinen Teil ihrer Zeit im inneren Sonnensystem verbringen, können sie bei Erwärmung durch die Sonne viel Eis und andere flüchtige Stoffe freisetzen.
Die Gründe, warum ein Kometenschwanz trotz seiner geringen Dichte so leuchtend ist, sind komplex. Wenn solare ultraviolette Strahlen auf den Staub um den Kern auftreffen, setzt der photoelektrische Effekt diese Teilchen Elektronen für jeden ultravioletten Strahl frei, der sie anregt. Diese Elektronen erzeugen eine "induzierte Magnetosphäre" um den Kern, die die nach außen fließenden Sonnenwindteilchen blockiert. Da sich Kometen mit Überschallgeschwindigkeit relativ zum Sonnenwind bewegen, bildet sich an der Vorderseite des Kometen ein Bugschock, ähnlich dem Bugschock, der sich um ein sich bewegendes Schiff auf See bildet. In diesem Bereich sammeln sich Kometenionen, die das solare Magnetfeld mit Plasma "beladen". Das leuchtende Plasma fließt aus der Richtung der Sonne nach hinten und verschmilzt zwischen den ausgezogenen Magnetfeldlinien, die durch die vom Kometen induzierte Magnetosphäre erzeugt werden.
Die Leuchtkraft eines Kometenschwanzes ergibt sich also hauptsächlich aus der Leuchtkraft der kondensierten Ionen, nicht aus dem Staub, der das Licht der Sonne reflektiert, obwohl letzterer etwas dazu beiträgt. Da der Kometenschwanz nicht nur durch das Vorhandensein von Staubpartikeln hinter dem Kometen erzeugt wird, kann er beseitigt werden, wenn das Magnetfeld unterbrochen wird, was während der magnetischen Wiederverbindung auftreten kann. Dieses Ereignis, das durch einen koronalen Massenauswurf von der Sonne ausgelöst werden kann, wurde mehrmals beobachtet, zuletzt 2007 beim Kometen Encke.