Hva er Oort Cloud?

I tusenvis av år har astronomer sett kometer reise nær Jorden og lyse opp nattehimmelen. Med tiden førte disse observasjonene til en rekke paradokser. For eksempel, hvor kom disse kometene alle fra? Og hvis overflatematerialet fordamper når de nærmer seg solen (og dermed danner sine berømte glorier), må de dannes lenger unna, der de ville ha eksistert der for det meste av deres levetid.

Med tiden førte disse observasjonene til teorien om at det langt utenfor solen og planetene eksisterer en stor sky av isete materiale og stein der de fleste av disse kometene kommer fra. Denne eksistensen av denne skyen, som er kjent som Oort Cloud (etter dens viktigste teoretiske grunnlegger), forblir uprøvd. Men fra de mange korte og langvarige kometer som antas å ha kommet derfra, har astronomer lært mye om strukturen og sammensetningen.

Definisjon:

Oort Cloud er en teoretisk sfærisk sky av overveiende isete planetesimals som antas å omgi solen i en avstand på opptil rundt 100.000 AU (2 ly). Dette plasserer det i det interstellare rommet, utover solens heliosfære hvor det definerer den kosmologiske grensen mellom solsystemet og solens region gravitasjonsdominans.

Som Kuiperbeltet og den spredte skiven, Oort Cloud er et magasin med transneptuniske gjenstander, selv om det er over tusen ganger mer fjernt fra solen vår som disse to andre. Ideen om en sky med isete uendelige dyr ble først foreslått i 1932 av den estiske astronomen Ernst Öpik, som postulerte at kometer fra lang tid hadde sitt utspring i en bane i skyen ytterst i solsystemet.

I 1950, konseptet ble gjenopplivet av Jan Oort, som uavhengig antok eksistensen for å forklare oppførselen til langvarige kometer. Selv om det ennå ikke er bevist gjennom direkte observasjon, er eksistensen av Oort-skyen allment akseptert i det vitenskapelige samfunnet.

Struktur og sammensetning:

Den ytre Oort-skyen kan ha billioner av gjenstander som er større enn 1 km (0,62 mi), og milliarder som måler 20 kilometer (12 mi) i diameter. Den totale massen er ikke kjent, men – forutsatt at Halleys komet er en typisk fremstilling av ytre Oort Cloud-objekter – har den en samlet masse på omtrent 3 × 1025 kilo (6,6 × 1025 pund), eller fem jordarter.

Basert på analysene av tidligere kometer, består de aller fleste Oort Cloud-objekter av isete flyktige stoffer – som vann, metan, etan, karbonmonoksid, hydrogencyanid og ammoniakk. Utseendet til asteroider som antas å stamme fra Oort Cloud har også ført til teoretisk forskning som antyder at befolkningen består av 1-2% asteroider.

Tidligere estimater satte massen opp til 380 jordmasser, men forbedret kunnskap om størrelsesfordelingen av langvarige kometer har ført til lavere estimater. indre Oort Cloud, i mellomtiden, har ennå ikke blitt karakterisert. Innholdet i både Kuiper Belt og Oort Cloud er kjent som Trans-Neptunian Objects (TNOs), beca bruk objektene i begge regionene har baner som er lenger fra solen enn Neptuns bane.

Opprinnelse:

Oort-skyen antas å være en rest av den opprinnelige protoplanetaren plate som ble dannet rundt solen for omtrent 4,6 milliarder år siden. Den mest aksepterte hypotesen er at Oort-skyens gjenstander i utgangspunktet kom sammen nærmere solen som en del av den samme prosessen som dannet planetene og mindre planeter, men at gravitasjonsinteraksjon med unge gassgiganter som Jupiter kastet dem ut i ekstremt lange elliptiske eller parabolske baner.

Nylige undersøkelser fra NASA antyder at et stort antall Oort-skyobjekter er et produkt av en utveksling av materialer mellom solen og dets søskenstjerner når de dannet og drev fra hverandre. Det er også antydet at mange – muligens flertallet – av Oort-skyobjekter ikke ble dannet i nærheten av solen.

Alessandro Morbidelli fra Observatoire de la Cote d «Azur har gjennomført simuleringer av utviklingen av Oort-skyen. fra begynnelsen av solsystemet til i dag. Disse simuleringene indikerer at gravitasjonsinteraksjon med nærliggende stjerner og galaktiske tidevann modifiserte kometerbaner for å gjøre dem mer sirkulære. Dette tilbys som en forklaring på hvorfor den ytre Oort-skyen er nesten sfærisk i form, mens Hills-skyen, som er sterkere bundet til solen, ikke har fått en sfærisk form.

Nyere studier har vist at dannelsen av Oort-skyen i stor grad er kompatibel med hypotesen om at solsystemet dannet seg som en del av en innebygd klynge på 200–400 stjerner. Disse tidlige stjernene spilte sannsynligvis en rolle i skyformasjonen, siden antallet nære stjernepasseringer i klyngen var mye høyere enn i dag, noe som førte til langt hyppigere forstyrrelser.

Kometer:

Det antas at kometer har to opprinnelsespunkter i solsystemet. De starter som uendelige dyr i Oort-skyen og blir deretter kometer når stjernene som går forbi, slår noen av dem ut av banene og sender inn i en langsiktig bane som tar dem inn i det indre solsystemet og ut igjen.

Kortperiode kometer har baner som varer i opptil to hundre år, mens banene til langvarige kometer kan vare i tusenvis av år. Mens kortperiode kometer antas å ha kommet fra enten Kuiperbeltet eller den spredte skiven, er den aksepterte hypotesen at kometer fra lang tid har sitt utspring i Oort Cloud. Imidlertid er det noen unntak fra denne regelen.

For eksempel, det er to hovedvarianter av kortperiode komet: Jupiter-familiekometer og Halley-f amily kometer. Halley-familiekometer, oppkalt etter prototypen (Halleys komet), er uvanlige fordi de antas å stamme fra Oort-skyen, selv om de er korte i perioder. Basert på banene deres antydes det at de en gang var lange periodekometer som ble fanget av tyngdekraften til en gassgigant og sendt inn i det indre solsystemet.

Utforskning:

Fordi Oort Cloud er så mye lenger ut enn Kuiperbeltet, regionen forblir uutforsket og i stor grad udokumentert. Romsonder har ennå ikke nådd området til Oort-skyen, og Voyager 1 – den raskeste og lengste av de interplanetære romsondene som for øyeblikket kommer ut av solsystemet – gir sannsynligvis ingen informasjon om den.

Med sin nåværende hastighet vil Voyager 1 nå Oort-skyen om cirka 300 år, og det vil ta omtrent 30 000 år å passere gjennom den. Imidlertid vil sondens radioisotop-termoelektriske generatorer rundt 2025 ikke lenger levere nok strøm til å betjene noe av dets vitenskapelige informasjon trumenter. De fire andre sonder som for øyeblikket unnslipper solsystemet – Voyager 2, Pioneer 10 og 11 og New Horizons – vil også være ikke-funksjonelle når de når Oort-skyen.

Å utforske Oort Cloud gir mange vanskeligheter, hvorav de fleste stammer fra det faktum at det er utrolig fjernt fra jorden. Når en robotsonde faktisk kan nå den og begynne å utforske området for alvor, vil århundrer ha gått her på jorden. Ikke bare ville de som hadde sendt den ut i utgangspunktet være lenge døde, men menneskeheten vil mest sannsynlig ha oppfunnet langt mer sofistikerte sonder eller til og med bemannet håndverk i mellomtiden.

Studier kan fremdeles være (og blir) utført ved å undersøke kometer som det jevnlig spytter ut, og langtrekkende observatorier vil sannsynligvis gjøre noen interessante funn fra denne regionen i de kommende årene. Det er en stor sky. Hvem vet hva vi kan finne på lur der inne?