Wie können Kometen Schweife haben, wenn es im Weltraum keinen Luftwiderstand gibt?

Ich verstehe, dass Sonnenstrahlung dazu führt, dass Material aus einem Kometen zu Staub verdampft, aber warum zieht der Staub dann wie ein "Schweif" hinter dem Kometen her?

Angenommen, die Schwerkraft ist die einzige auf den Kometen einwirkende Kraft, sollte sich nicht das gesamte Material, einschließlich des Staubs, aufgrund der Impulserhaltung mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen? Was bewirkt, dass sich der Staub langsamer bewegt als der Kometenkern? Mit anderen Worten, warum bildet der Staub einen „Schweif“ und keine „Wolke“?

Dr. Becky sprach kürzlich darüber, dass der Weltraum nicht leer ist .
@EricLippert und Tony, bitte treten Sie einen Schritt zurück von dieser Diskussion.
Warum akzeptierst du einige der Antworten nicht?

Antworten (2)

Es gibt zwei Kräfte, die die Bildung eines Schweifs verursachen können: der Sonnenwind und der Strahlungsdruck.

Das erste Missverständnis in Ihrer Frage ist "der Staub [reist] langsamer als der Kern". Der Schweif bleibt nicht hinter dem Kometen zurück, er wird von der Sonne vom Kometen weggedrückt. Wenn sich der Komet von der Sonne entfernt, befindet sich der Schweif vor dem Kometen.

Jetzt ist der Strahlungsdruck klein, aber real. Wenn Licht auf etwas scheint, gibt es eine kleine Kraft. Dadurch wird Staub vom Kometen in die der Sonne entgegengesetzte Richtung zurückgeschoben. Der Staub wird immer noch von der Schwerkraft beeinflusst und es entsteht ein gekrümmter Staubschweif.

Das ultraviolette Licht der Sonne ionisiert das Gas und verleiht ihm eine elektrische Ladung. Der Sonnenwind trägt Magnetfelder und das Gas (oder besser Plasma ) folgt diesen Feldern in einer geraden Linie zurück von der Sonne.

Der Raum um die Sonne ist also nicht leer. Es gibt starke Licht- und Magnetfelder, die stark genug sind, um den vom Kometen freigesetzten Staub und das Gas von der Koma wegzudrücken und den Schweif zu bilden.

Oh, ich habe diese Frage nicht früher gesehen. @uhoh Denken Sie daran, dass der sichtbare Teil (Schwänze), wie hier beschrieben, und die Meteore, um die es in der anderen Frage geht, hauptsächlich um unterschiedliche Partikelgrößen geht (obwohl es eine Überlappung im > µm-Bereich gibt).
Die magnetischen Feldlinien verlaufen nicht in einer geraden Linie zurück von der Sonne, also geht das Plasma nicht in einer geraden Linie zurück von der Sonne, es folgt den magnetischen Feldlinien. Deshalb gibt es zwei Schwänze (siehe Antwort von Viktor Mellgrlen ).
@gerrit ja. In einem nahezu perfekten Plasma kann man sich das tatsächlich so vorstellen: Die Teilchen reißen das Magnetfeld von ihrem Ursprung mit. Aber wenn sich die Sonne dreht, ziehen anschließend emittierte Sonnenwindpartikel das Feld von anderen Teilen weg. Angesichts der endlichen Geschwindigkeit des Sonnenwinds führt dies dazu, dass die Magnetfeldlinie 45 ° zur Erdumlaufbahn bei 1 AE beträgt
Hm, wusste nie, dass ein Kometen-"Schweif" etwas irreführend ist - etwa die Hälfte der Zeit ist es ein "Vorsprung", kein "Schweif".

Erstens gibt es nicht nur einen Schweif, sondern mehrere, aber wenn sie weit von einem Stern entfernt sind, sind sie "ausgerichtet". Wenn es näher kommt, verhalten sich die verschiedenen Materialien unterschiedlich, sowohl abhängig von der Temperatur, bei der sie zu verdampfen beginnen, als auch davon, wie sie durch Sonnenwinde beeinflusst werden.

Ich denke, dieses Bild zeigt es auf eine gute Art und Weise.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein https://community.dur.ac.uk/physics.astrolab/comet.html

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein https://www.businessinsider.com/rosetta-spacecraft-measures-protective-action-in-comets-coma-2015-7?r=US&IR=T

Soweit ich alle Credit Points für die NASA finden kann, gibt es auch eine Kopie auf der NASA-Website ohne Namensnennung und eine SVG-Konvertierung auf Commons, wobei der Uploader als Urheber der Konvertierung gilt, aber die NASA als Autor angibt.
@htmlcoderexe Sie können gerne eine Bearbeitung vorschlagen oder die korrekte Zuordnung verlinken
Wie können Kometen Schweife haben, wenn es im Weltraum keinen Luftwiderstand gibt?
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