Co je Oort Cloud?

Po tisíce let astronomové sledovali, jak komety cestují blízko Země a osvětlují noční oblohu. Časem tato pozorování vedla k řadě paradoxů. Například odkud všechny tyto komety pocházejí? A pokud se jejich povrchový materiál odpařuje, když se blíží ke slunci (a tak vytvářejí své slavné halo), musí se tvořit dál, kde by tam existovaly po většinu svých životů.

Tato pozorování časem vedla k teorii, že daleko za sluncem a planetami existuje velký oblak ledového materiálu a hornin, odkud většina těchto komet pochází. Tato existence tohoto mraku, který je známý jako Oortův mrak (po svém hlavním teoretickém zakladateli), zůstává neprokázaná. Ale z mnoha krátkodobých a dlouhodobých komet, o nichž se předpokládá, že odtamtud pocházejí, se astronomové hodně dozvěděli o struktuře a složení této planety.

Definice:

Oortův mrak je teoretický sférický mrak převážně ledových planetesimálů, o kterém se předpokládá, že obklopuje slunce ve vzdálenosti až kolem 100 000 AU (2 ly). Toto jej umisťuje do mezihvězdného prostoru za sluneční heliosféru, kde definuje kosmologickou hranici mezi sluneční soustavou a oblastí gravitační dominance slunce.

Stejně jako Kuiperův pás a rozptýlený disk, Oortův mrak je rezervoárem transneptunských objektů, i když je od našeho slunce více než tisíckrát vzdálenější než tyto další dva. Myšlenku mraku ledových nekonečen poprvé navrhl v roce 1932 estonský astronom Ernst Öpik, který předpokládal, že komety s dlouhou dobou vznikly v obíhajícím mraku na nejvzdálenějším okraji sluneční soustavy.

V roce 1950 koncept byl vzkříšen Janem Oortem, který nezávisle předpokládal jeho existenci, aby vysvětlil chování dlouhodobých komet. Ačkoli to ještě nebylo prokázáno přímým pozorováním, existence Oortova mraku je ve vědecké komunitě široce přijímána.

Struktura a složení:

Vnější Oortův mrak může mít biliony objektů větších než 1 km (0,62 mi) a miliard, které měří v průměru 20 kilometrů (12 mi). Jeho celková hmotnost není známa, ale – za předpokladu, že Halleyova kometa je typickým znázorněním vnějších objektů Oortova mraku – má celkovou hmotnost zhruba 3 × 1025 kilogramů (6,6 × 1025 liber) neboli pět Země.

Na základě analýz minulých komet se drtivá většina objektů Oort Cloud skládá z ledových těkavých látek – jako je voda, metan, etan, oxid uhelnatý, kyanovodík a amoniak. Vzhled asteroidů, o nichž se předpokládá, že pocházejí z Oortova oblaku, také podnítil teoretický výzkum, který naznačuje, že populace se skládá z 1–2% asteroidů.

Dřívější odhady uváděly jeho hmotnost až 380 hmot Země, ale lepší znalost distribuce velikostí komet s dlouhou periodou vedla k nižším odhadům. vnitřní Oortův oblak zatím není třeba charakterizovat. Obsah Kuiperova pásu a Oortova oblaku jsou známé jako transneptunské objekty (TNO), protože použít objekty obou regionů mají oběžné dráhy, které jsou dále od Slunce než oběžná dráha Neptuna.

Původ:

Oortův mrak je považován za pozůstatek původního protoplanetárního disk, který se vytvořil kolem Slunce přibližně před 4,6 miliardami let. Nejrozšířenější hypotézou je, že objekty Oortova mraku se zpočátku splynuly mnohem blíže ke slunci jako součást stejného procesu, který formoval planety a menší planety, ale že gravitační interakce s mladými plynovými obry, jako je Jupiter, je vymrštila na extrémně dlouhé eliptické nebo parabolické dráhy.

Nedávný výzkum NASA naznačuje, že velké množství Oortových oblačných objektů je produktem výměny materiálů mezi sluncem a jeho sourozeneckými hvězdami, jak se formovaly a oddělovaly od sebe. Je také navrhl, že mnoho – možná většina – Oortových oblačných objektů nebylo vytvořeno v těsné blízkosti slunce.

Alessandro Morbidelli z Observatoire de la Cote d „Azur provedl simulace vývoje Oortova mraku od počátků sluneční soustavy po současnost. Tyto simulace naznačují, že gravitační interakce s blízkými hvězdami a galaktickými přílivy změnila kometární dráhy tak, aby byly více kruhové. Toto je nabízeno jako vysvětlení, proč má vnější Oortův mrak téměř sférický tvar, zatímco mrak Hills, který je silněji vázán ke slunci, nezískal sférický tvar.

Nedávné studie ukázaly, že vznik Oortova mraku je obecně kompatibilní s hypotézou, že sluneční soustava se vytvořila jako součást vložené kupy 200–400 hvězd. Tyto rané hvězdy pravděpodobně hrály roli při formování oblaku, protože počet blízkých hvězdných pasáží v kupě byl mnohem vyšší než dnes, což vedlo k mnohem častějším poruchám.

Komety:

Předpokládá se, že komety mají ve sluneční soustavě dva počátky. Začínají jako infinitezimály v Oortově mračnu a poté se stávají kometami, když procházející hvězdy srazí některé z jejich drah a posílají je na dlouhodobou oběžnou dráhu je do vnitřní sluneční soustavy a znovu ven.

Krátkodobé komety mají oběžné dráhy, které trvají až dvě stě let, zatímco oběžné dráhy dlouhodobých komet mohou trvat tisíce let. Zatímco krátkodobé komety Předpokládá se, že se objevily buď z Kuiperova pásu nebo z rozptýleného disku, přijatá hypotéza je, že komety s dlouhou periodou pocházejí z Oortova mraku. Existují však určité výjimky z tohoto pravidla.

Například existují dvě hlavní varianty krátkodobé komety: komety rodiny Jupiter a Halley-f amily komety. Komety rodiny Halleyů, pojmenované pro svůj prototyp (Halleyova kometa), jsou neobvyklé v tom, že i když mají krátkou dobu, předpokládá se, že pocházejí z Oortova oblaku. Na základě jejich oběžných drah se navrhuje, aby byly kdysi dlouhé – dobové komety, které byly zachyceny gravitací plynného obra a odeslány do vnitřní sluneční soustavy.

Průzkum:

Protože Oortův mrak je mnohem dále než Kuiperův pás, oblast zůstala neprozkoumaná a převážně nezdokumentovaná. Vesmírné sondy dosud nedosáhly oblasti Oortova mraku a Voyager 1 – nejrychlejší a nejvzdálenější z meziplanetárních vesmírných sond, které v současné době opouštějí sluneční soustavu – o ní pravděpodobně neposkytne žádné informace.

Při své současné rychlosti dosáhne Voyager 1 Oortova oblaku za přibližně 300 let a jeho průchodem bude trvat přibližně 30 000 let. Avšak kolem roku 2025 budou radioizotopové termoelektrické generátory sondy již nedodává dostatek energie pro provozování některého ze svých vědeckých modulů pochůzky. Další čtyři sondy, které v současné době unikají sluneční soustavě – Voyager 2, Pioneer 10 a 11 a New Horizons – budou také nefunkční, když dosáhnou Oortova mraku.

Zkoumání Oortova mraku přináší řadu potíží, většina z nich vyplývá ze skutečnosti, že je neuvěřitelně vzdálená od Země. Než se k ní robotická sonda skutečně dostane a začne vážně zkoumat oblast, uběhnou na Zemi staletí. Nejen, že ti, kdo to poslali, by byli dávno mrtví, ale lidstvo mezitím pravděpodobně vynalezlo mnohem sofistikovanější sondy nebo dokonce i posádku.

Přesto mohou být studie (a jsou) prováděny zkoumáním komet, které pravidelně vyplivne, a observatoře s dlouhým dosahem pravděpodobně v následujících letech učiní z této oblasti vesmíru nějaké zajímavé objevy. Je to velký mrak. Kdo ví, co bychom tam mohli číhat?