Ce este Norul Oort?

De mii de ani, astronomii au urmărit cometele călătorind aproape de Pământ și luminând cerul nopții. În timp, aceste observații au dus la o serie de paradoxuri. De exemplu, de unde proveneau toate aceste comete? Și dacă materialul lor de suprafață se vaporizează pe măsură ce se apropie de soare (formând astfel celebrele lor halouri), trebuie să se formeze mai departe, unde ar fi existat acolo pentru majoritatea duratei lor de viață.

În timp, aceste observații au condus la teoria că, dincolo de soare și planete, există un nor mare de material înghețat și rocă de unde provin majoritatea acestor comete. Această existență a acestui nor, cunoscut sub numele de Norul Oort (după principalul său fondator teoretic), rămâne nedovedită. Dar din numeroasele comete pe termen scurt și lung despre care se crede că au venit de acolo, astronomii au aflat multe despre structura și compoziția acesteia.

Definiție:

Norul Oort este un nor sferic teoretic de planetesimale predominant înghețate care se crede că înconjoară soarele la o distanță de până la aproximativ 100.000 UA (2 ly). Aceasta îl plasează în spațiul interstelar, dincolo de Heliosfera soarelui, unde definește granița cosmologică dintre sistemul solar și regiunea gravitațională a soarelui.

La fel ca centura Kuiper și discul împrăștiat, Norul Oort este un rezervor de obiecte trans-neptuniene, deși este de peste mii de ori mai îndepărtat de soarele nostru ca și celelalte două. Ideea unui nor de infinitesimale înghețate a fost propusă pentru prima dată în 1932 de astronomul eston Ernst Öpik, care a postulat că cometele de lungă durată provin dintr-un nor orbitant la marginea exterioară a sistemului solar.

În 1950, conceptul a fost reînviat de Jan Oort, care a emis ipoteza independentă a existenței sale pentru a explica comportamentul cometelor pe termen lung. Deși nu a fost încă dovedit prin observare directă, existența Norului Oort este larg acceptată în comunitatea științifică.

Structură și compoziție:

Norul exterior Oort poate avea miliarde de miliarde de obiecte mai mari de 1 km (0,62 mi) și miliarde care măsoară 20 de kilometri (12 mi) în diametru. Masa sa totală nu este cunoscută, dar – presupunând că cometa lui Halley este o reprezentare tipică a obiectelor exterioare ale norului Oort – are masa combinată de aproximativ 3 × 1025 kilograme (6,6 × 1025 kilograme), sau cinci Pământuri.

Pe baza analizelor cometelor din trecut, marea majoritate a obiectelor din Oort Cloud sunt compuse din volatile înghețate – cum ar fi apa, metanul, etanul, monoxidul de carbon, cianură de hidrogen și amoniac. Aspectul asteroizilor despre care se crede că provine din norul Oort a determinat, de asemenea, cercetări teoretice care sugerează că populația este formată din 1-2% asteroizi.

Estimările anterioare plasau masa până la 380 de mase terestre, dar cunoștințele îmbunătățite despre distribuția mărimii cometelor de lungă durată au condus la estimări mai mici. Între timp, norul interior Oort nu a fost încă caracterizat. Conținutul atât al centurii Kuiper, cât și al norului Oort este cunoscut sub numele de obiecte trans-neptuniene (TNO), deoarece folosiți obiectele ambelor regiuni au orbite care sunt mai departe de soare decât orbita lui Neptun.

Origine:

Norul Oort este considerat a fi o rămășiță a protoplanetarului original disc care s-a format în jurul Soarelui în urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani. Cea mai larg acceptată ipoteză este că obiectele norului Oort s-au coalizat inițial mult mai aproape de soare ca parte a aceluiași proces care a format planetele și planetele minore, dar că interacțiunea gravitațională cu tinerii giganți de gaz, cum ar fi Jupiter, i-a expulzat în orbite eliptice sau parabolice.

Cercetări recente efectuate de NASA sugerează că un număr mare de obiecte din norul Oort sunt produsul unui schimb de materiale între soare și stelele sale frate, pe măsură ce s-au format și s-au îndepărtat. a sugerat că multe – posibil majoritatea – obiectelor norului Oort nu s-au format în imediata apropiere a soarelui.

Alessandro Morbidelli de la Observatoire de la Cote d „Azur a efectuat simulări asupra evoluției norului Oort de la începuturile sistemului solar până în prezent. Aceste simulări indică faptul că interacțiunea gravitațională cu stelele și valurile galactice din apropiere a modificat orbitele cometare pentru a le face mai circulare. Acest lucru este oferit ca o explicație a motivului pentru care norul exterior Oort are o formă aproape sferică, în timp ce norul Hills, care este legat mai puternic de soare, nu a dobândit o formă sferică.

Studii recente au arătat că formarea norului Oort este în mare parte compatibilă cu ipoteza că sistemul solar s-a format ca parte a unui cluster încorporat de 200-400 de stele. Aceste stele timpurii au jucat probabil un rol în formarea norilor, deoarece numărul pasajelor stelare apropiate din cadrul clusterului a fost mult mai mare decât în prezent, ducând la perturbații mult mai frecvente.

Comete:

Se crede că cometele au două puncte de origine în cadrul sistemului solar. Încep ca infinitezimale în Norul Oort și apoi devin comete când stelele trecătoare îi scot pe unele dintre ele din orbita lor, trimitând pe o orbită pe termen lung care iau cometele de scurtă durată au orbite care durează până la două sute de ani, în timp ce orbitele cometelor de lungă durată pot dura mii de ani. În timp ce cometele de perioadă scurtă se crede că au ieșit fie din Centura Kuiper, fie din discul împrăștiat, ipoteza acceptată este că cometele de lungă durată provin din Norul Oort. Cu toate acestea, există câteva excepții de la această regulă.

De exemplu, există două varietăți principale de cometă de scurtă durată: cometele familiei Jupiter și Halley-f comete amily. Cometele familiei Halley, denumite după prototipul lor (Cometa Halley) sunt neobișnuite prin faptul că, deși au o perioadă scurtă, se crede că provin din norul Oort. Pe baza orbitelor lor, se sugerează că au fost cândva lungi- comete de epocă care au fost capturate de gravitația unui gigant gazos și trimise în sistemul solar interior.

Explorare:

Deoarece Norul Oort este mult mai departe decât Centura Kuiper, regiunea a rămas neexplorată și în mare parte nedocumentată. Sondele spațiale nu au ajuns încă în zona norului Oort, iar Voyager 1 – cea mai rapidă și mai îndepărtată dintre sondele spațiale interplanetare care ies în prezent din sistemul solar – este puțin probabil să furnizeze informații despre acesta.

La viteza actuală, Voyager 1 va atinge norul Oort peste 300 de ani și va dura aproximativ 30.000 de ani pentru a trece prin el. Cu toate acestea, până în jurul anului 2025, generatoarele termoelectrice radioizotopice ale sondei vor nu mai furnizează suficientă energie pentru a opera oricare dintre informațiile sale științifice instrumente. Celelalte patru sonde care scapă în prezent de sistemul solar – Voyager 2, Pioneer 10 și 11 și New Horizons – vor fi, de asemenea, nefuncționale atunci când vor ajunge la norul Oort.

Explorarea norului Oort prezintă numeroase dificultăți, dintre care majoritatea provin din faptul că este incredibil de îndepărtat de Pământ. Până când o sondă robotică ar putea ajunge la ea și va începe să exploreze zona cu seriozitate, secole vor fi trecut aici pe Pământ. Cei care l-au trimis în primul rând nu ar fi fost de mult morți, dar omenirea ar fi inventat, probabil, sonde mult mai sofisticate sau chiar ambarcațiuni echipate între timp.

Totuși, studiile pot fi (și sunt) efectuate examinând cometele pe care le scuipă periodic, iar observatoarele cu rază lungă de acțiune vor face probabil descoperiri interesante din această regiune a spațiului în următorii ani. Este un nor mare. Cine știe ce am putea găsi pândind acolo?