De mii de ani, astronomii au urmărit cometele să călătorească aproape de Pământ și să lumineze cerul nopții. În timp, aceste observații au dus la o serie de paradoxuri. De exemplu, de unde provin toate cometele? Și dacă materialul lor de suprafață se vaporizează pe măsură ce se apropie de Soare (formându-și astfel celebrul halos), trebuie să se formeze mai departe, unde ar fi existat acolo pentru cea mai mare parte a vieții lor.
În timp, aceste observații au condus la teoria că, dincolo de Soare și planete, există un nor mare de material și rocă înghețată de unde provin majoritatea acestor comete. Această existență a acestui nor, cunoscut sub numele de Oort Cloud (după principalul său fondator teoretic), rămâne neprobată. Dar, din numeroasele comete pe termen scurt și lung, despre care se crede că au venit de acolo, astronomii au aflat foarte multe despre structura și compoziția ei.
Definiție:
Norul Oort este un nor sferic teoretic de planetesimale predominant gheață despre care se crede că înconjoară Soarele la o distanță de până la aproximativ 100.000 AU (2 li). Acest lucru îl plasează în spațiul interstelar, dincolo de Heliosfera Soarelui, unde definește granița cosmologică dintre Sistemul Solar și regiunea dominației gravitaționale a Soarelui.
La fel ca Centura Kuiper și discul împrăștiat, Norul Oort este un rezervor de obiecte trans-Neptuniene, deși este de peste o mie 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 estonian Ernst Öpik, care a postulat că cometele de lungă durată își au originea într-un nor orbitant la marginea cea mai exterioară a Sistemului Solar.
În 1950, conceptul a fost înviat de Jan Oort, care și-a ipotizat în mod independent existența pentru a explica comportamentul cometelor pe termen lung. Deși nu a fost încă dovedit prin observarea directă, existența Norului Oort este larg acceptată în comunitatea științifică.
Structura și compoziția:
Se consideră că Oort Cloud se extinde de la 2.000 până la 5.000 AU (0.03 și 0.08 lii) până la 50.000 AU (0.79 li) de Soare, deși unele estimări plasează marginea exterioară până la 100.000 și 200.000 AU (1.58 și 3,16 ly). Se consideră că Cloud-ul este alcătuit din două regiuni - un nor extern sferic Oort de 20.000 - 50.000 AU (0.32 - 0.79 ly) și un cloud interior în formă de disc (sau Hills) de 2.000 - 20.000 AU (0.03 - 0.32 ly) .
Norul exterior Oort poate avea trilioane de obiecte mai mari de 1 km (0,62 mi) și miliarde care măsoară 20 de kilometri în diametru. Masa sa totală nu este cunoscută, dar - presupunând că Cometa lui Halley este o reprezentare tipică a obiectelor exterioare din Oort Cloud - are masa combinată de aproximativ 3 × 1025 kilograme (6,6 × 1025 lire sterline) sau cinci Pământuri.
Pe baza analizelor cometelor trecute, marea majoritate a obiectelor Oort Cloud sunt compuse din volatile glaciare - cum ar fi apă, metan, etan, monoxid de carbon, cianură de hidrogen și amoniac. Apariția asteroizilor gândiți a fi originari din norul Oort a determinat, de asemenea, cercetări teoretice care sugerează că populația este formată din 1-2% asteroizi.
Estimările anterioare și-au plasat masa până la 380 de mase de Pământ, dar o cunoaștere îmbunătățită a distribuției dimensiunilor cometelor pe termen lung a dus la estimări mai mici. Între timp, masa norului interior din Oort nu a fost încă caracterizată. Conținutul centurii Kuiper și a norului Oort sunt cunoscute sub numele de Obiecte trans-Neptuniene (TNO), deoarece obiectele din ambele regiuni au orbite care sunt mai departe de Soare decât orbita lui Neptun.
Origine:
Norul Oort este considerat a fi o rămășiță a discului protoplanetar original care s-a format în jurul Soarelui în urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani. Cea mai acceptată ipoteză este aceea că obiectele norului Oort inițial s-au coagulat mult mai aproape de Soare, ca parte a aceluiași proces care a format planetele și planetele minore, dar că interacțiunea gravitațională cu giganții tineri de gaz, cum ar fi Jupiter, i-a expulzat în eliptice extrem de lungi sau orbite parabolice.
Cercetările recente ale NASA sugerează că un număr mare de obiecte din cloud Oort sunt produsul unui schimb de materiale între Soare și stelele sale surori în timp ce acestea se formau și se desprindeau. De asemenea, se sugerează că multe - posibil majoritatea - obiectelor din cloud Oort nu au fost formate în imediata apropiere a Soarelui.
Alessandro Morbidelli de la Observatoire de la Cotezurzur a realizat simulări cu privire la evoluția norului Oort de la începuturile sistemului solar până în prezent. Aceste simulări indică faptul că interacțiunea gravitațională cu stelele din apropiere și maree galactică a modificat orbitele cometare pentru a le face mai circulare. Acest lucru este oferit ca o explicație pentru ce 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 măsură compatibilă cu ipoteza conform căreia Sistemul Solar a făcut parte dintr-un grup încorporat de 200-400 de stele. Aceste stele timpurii au jucat probabil un rol în formarea norului, deoarece numărul de pasaje stelare apropiate din cluster a fost mult mai mare decât în prezent, ceea ce a dus la tulburări mult mai frecvente.
Cometele:
Se consideră că cometele au două puncte de origine în cadrul Sistemului Solar. Ele încep ca infinitesimale în norul Oort și apoi devin comete atunci când stelele care trec îi scot pe unele din orbitele lor, trimițând-o pe o orbită pe termen lung care le duce în sistemul solar interior și din nou.
Cometele cu perioade scurte 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 scurtă durată se cred că au apărut fie din Centura Kuiper, fie din discul împrăștiat, ipoteza acceptată este aceea că cometele de lungă durată au originea în Norul Oort. Cu toate acestea, există câteva excepții de la această regulă.
De exemplu, există două varietăți principale de cometă de scurtă durată: comete de familie Jupiter și comete de familie Halley. Cometele familiei Halley, denumite pentru prototipul lor (Cometa lui Halley) sunt neobișnuite, deoarece, deși au o perioadă scurtă de timp, se crede că provin din norul Oort. Pe baza orbitelor lor, se sugerează că au fost odată comete de lungă durată, care au fost capturate de gravitatea unui gigant de gaze și trimise în Sistemul Solar interior.
Explorare:
Deoarece norul Oort este mult mai îndepărtat decât centura Kuiper, regiunea a rămas neexplorată și în mare parte nedocumentată. Sondele spațiale nu au ajuns încă în zona norului Oort și Voyager 1 - cea mai rapidă și mai îndepărtată dintre sondele spațiale interplanetare care ies în prezent din Sistemul Solar - nu este probabil să furnizeze nicio informație cu privire la aceasta.
La viteza sa actuală, Voyager 1 va ajunge în cloud Oort în aproximativ 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 radioizotop ale sondei nu vor mai furniza suficientă energie pentru a opera niciunul dintre instrumentele sale științifice. Celelalte patru sonde care scapă în prezent de Sistemul Solar - Voyager 2, pionier 10 și 11, și Noi orizonturi - vor fi, de asemenea, nefuncționale atunci când vor ajunge în norul Oort.
Explorarea Norului Oort prezintă numeroase dificultăți, cele mai multe decurgând din faptul că este incredibil de departe de Pământ. Până când o sondă robotică ar putea ajunge de fapt și să înceapă să exploreze zona cu seriozitate, secole vor fi trecut aici pe Pământ. Nu numai că cei care au trimis-o în primul rând vor fi morți de mult, dar umanitatea va fi inventat între timp sonde mult mai sofisticate sau chiar ambarcațiuni cu echipaj.
Cu toate acestea, studiile pot fi (și sunt) efectuate examinând cometele pe care le scuipe periodic, iar observatoarele pe distanțe lungi pot face unele descoperiri interesante din această regiune a spațiului în anii următori. Este un nor mare. Cine știe ce am putea găsi pândind acolo?
Avem multe articole interesante despre Oort Cloud și Sistemul Solar pentru Space Magazine. Iată un articol despre cât de mare este Sistemul Solar și unul pe diametrul Sistemului Solar. Și aici este tot ce trebuie să știi despre Cometa și dincolo de Pluton Halley.
S-ar putea să doriți să consultați acest articol de la NASA pe Oort Cloud și unul de la Universitatea Michigan, despre originea cometelor.
Nu uitați să aruncați o privire pe podcast de la Astronomy Cast. Episodul 64: Pluton și Icy Outer Solar System și Episodul 292: Cloud Oort.
Referinţă:
Explorarea sistemului solar NASA: Kuiper Belt & Oort Cloud
