Mi az Oort felhő?

Évezredek óta a csillagászok azt figyelték, ahogy az üstökösök a Föld közelében utaznak, és megvilágítják az éjszakai eget. Idővel ezek a megfigyelések számos paradoxonhoz vezettek. Például honnan jöttek ezek az üstökösök? Ha pedig felületi anyaguk elpárolog, amikor közelednek a naphoz (így alkotják híres glóriáikat), akkor távolabb kell kialakulniuk, ahol egész életük során ott léteztek volna.

Idővel ezek a megfigyelések arra az elméletre vezettek, hogy a Napon és a bolygókon túl messze van egy nagy jeges anyag- és kőfelhő, ahonnan ezen üstökösök többsége származik. Ennek a felhőnek, amelyet Oort-felhőnek neveznek (fő elméleti megalapítója után), ez még mindig nem bizonyított. De a sok rövid és hosszú periódusú üstökösből, amelyekről azt gondolják, hogy onnan származnak, a csillagászok nagyon sokat megtudtak annak felépítéséről és összetételéről.

Definíció:

Az Oort felhő egy túlnyomórészt jeges planetesimálok elméleti gömbfelhője, amelyről úgy gondolják, hogy a napot akár 100 000 AU (2 ly) távolságban is körülveszi. Ez a csillagközi térbe helyezi, a Nap helioszféráján túl, ahol meghatározza a kozmológiai határt a naprendszer és a nap gravitációs dominanciájának régiója között. Mint a Kuiperi öv és a Szétszórt korong, az Oort-felhő transz-neptuniai tárgyak tározója, bár több mint ezerszer távolabb van a napunktól, mint ez a másik kettő. A jeges végtelen ember felhőjének ötletét először 1932-ben javasolta Ernst Öpik észt csillagász, aki feltételezte, hogy a hosszú időtartamú üstökösök a Naprendszer legkülső szélén keringő felhőben keletkeztek.

1950-ben, a koncepciót Jan Oort feltámasztotta, aki önállóan feltételezte a létezését, hogy megmagyarázza a hosszú távú üstökösök viselkedését. Bár közvetlen megfigyeléssel még nem bizonyították, az Oort felhő létezése széles körben elfogadott a tudományos közösségben.

Felépítése és összetétele:

A külső Oort felhőnek billiói lehetnek 1 km-nél (0,62 mérföldnél) nagyobb tárgyakból és 20 kilométer átmérőjű milliárdokból. Teljes tömege nem ismert, de – feltételezve, hogy a Halley-üstökös a külső Oort-felhő objektumainak tipikus ábrázolása – durván 3 × 1025 kilogramm (6,6 × 1025 font) vagy öt Föld együttes tömege van.

A múltbeli üstökösök elemzései alapján az Oort Cloud-objektumok döntő többsége jeges illékony anyagokból áll – például víz, metán, etán, szén-monoxid, hidrogén-cianid és ammónia. Az Oort-felhőből feltételezhető aszteroidák megjelenése szintén elméleti kutatásokat indított el, amelyek arra utalnak, hogy a populáció 1-2% aszteroidából áll.

Korábbi becslések szerint a tömege legfeljebb 380 földtömeg volt, de a hosszú periódusú üstökösök méreteloszlásának jobb ismerete alacsonyabb becslésekhez vezetett. A belső Oort-felhőt eközben még nem kellett jellemezni. A Kuiper-öv és az Oort-felhő tartalmát transz-neptuniai tárgyaknak (TNO) nevezik, mindkét régió objektumának olyan pályája van, amely távolabb van a naptól, mint a Neptunusz pályája.

Eredet:

Úgy gondolják, hogy az Oort felhő az eredeti protobolygó maradványa. nagyjából 4,6 milliárd évvel ezelőtt a Nap körül kialakult lemez. A legszélesebb körben elfogadott hipotézis az, hogy az Oort-felhő tárgyai eredetileg sokkal közelebb olvadtak a naphoz ugyanazon folyamat részeként, amely a bolygókat és a kisebb bolygókat alkotta, de a gravitációs kölcsönhatás olyan fiatal gázóriásokkal, mint a Jupiter, rendkívül hosszú időn belül kidobta elliptikus vagy parabolikus pályák.

A NASA legújabb kutatásai szerint az Oort felhőobjektumok nagy része a nap és testvérei csillagainak anyagcseréjének eredménye, amikor keletkeztek és eltávolodtak egymástól. azt javasolta, hogy az Oort felhőobjektumok nagy része – valószínűleg a többsége – nem a nap közvetlen közelében alakultak ki.

Alessandro Morbidelli, az Observatoire de la Cote d “Azur szimulációkat végzett az Oort felhő evolúciójáról. a naprendszer kezdeteitől napjainkig. Ezek a szimulációk azt mutatják, hogy a gravitációs kölcsönhatás a közeli csillagokkal és a galaktikus árapályokkal módosította az üstököspályákat, hogy körkörösebbé váljanak. Ezt magyarázatként szolgálják arra, hogy a külső Oort-felhő miért csaknem gömb alakú, míg a Hills-hez erősebben a naphoz kötött felhő nem nyert gömb alakú.

A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy az Oort-felhő kialakulása nagyjából összeegyeztethető azzal a hipotézissel, hogy a Naprendszer egy 200–400 csillagos beágyazott halmaz részeként jött létre. Ezek a korai csillagok valószínűleg szerepet játszottak a felhő kialakulásában, mivel a fürtön belüli csillag közeli átjárások száma jóval nagyobb volt, mint manapság, ami sokkal gyakoribb zavarokhoz vezetett.

Üstökösök:

Úgy gondolják, hogy az üstökösöknek két kiindulási pontja van a Naprendszeren belül. Végtelenül kevésnek indulnak az Oort-felhőben, majd üstökössé válnak, amikor az elhaladó csillagok néhányukat kidobják pályájukról, hosszú távú pályára kerülve a belső naprendszerbe és újra ki.

A rövid ideig tartó üstökösök pályája akár kétszáz évig is tart, míg a hosszú ideig tartó üstökösök pályája évezredekig tarthat. úgy gondolják, hogy akár a Kuiper-övből, akár a szétszórt korongból kerültek ki, elfogadott hipotézis szerint a hosszú periódusú üstökösök az Oort-felhőből származnak. Vannak azonban kivételek e szabály alól.

Például a rövid periódusú üstökösnek két fő változata van: a Jupiter-család üstökösök és a Halley-f amily üstökösök. A prototípusukról elnevezett Halley-család üstökösök (Halley-üstökös) szokatlanok abban az értelemben, hogy bár rövidek az időszakuk, feltételezhetően az Oort felhőből származnak. Pályájuk alapján azt javasoljuk, hogy valamikor hosszú korszakos üstökösök, amelyeket egy gázóriás gravitációja fogott el és küldtek a belső naprendszerbe.

Feltárás:

Mivel az Oort-felhő sokkal messzebb van, mint a Kuiper-öv, a régió felderítetlen és nagyrészt dokumentálatlan maradt.Az űrszondáknak még el kell érniük az Oort felhő területét, és a Voyager 1 – a Naprendszerből jelenleg kilépő bolygóközi űrszondák közül a leggyorsabb és legtávolabbi – valószínűleg nem ad erről információt.

A jelenlegi sebességgel a Voyager 1 körülbelül 300 év múlva éri el az Oort felhőt, és körülbelül 30 000 évre lesz szükség, hogy áthaladjon rajta. 2025 körül azonban a szonda radioizotópos termoelektromos generátorai már nem nyújt elegendő áramot bármely tudományos mûködéséhez truments. A Naprendszerből jelenleg kilépő másik négy szonda – a Voyager 2, a Pioneer 10 és 11, valamint a New Horizons – szintén nem működik, amikor elérik az Oort-felhőt.

Az Oort-felhő felfedezése számos nehézséggel jár, amelyek többsége abból adódik, hogy hihetetlen távolságban van a Földtől. Mire egy robotszonda valóban elérheti és komolyan megkezdheti a terület felfedezését, évszázadok teltek el itt a Földön. Nem csak azok, akik eleve kiküldték, már régen halottak lennének, de az emberiség valószínűleg időközben sokkal kifinomultabb szondákat vagy akár emberies mesterségeket is feltalált.

Ennek ellenére a tanulmányok lehetnek (és vannak) az általuk rendszeresen kiköpött üstökösök vizsgálatával, és a nagy hatótávolságú megfigyelőközpontok valószínűleg az elkövetkező években érdekes felfedezéseket fognak tenni az űr ezen régiójából. Ez egy nagy felhő. Ki tudja, mi lapulhat ott?