Timp de zeci de ani, oamenii de știință au teoretizat că dincolo de marginea Sistemului Solar, la o distanță de până la 50.000 AU (0,79 li) de Soare, se află un nor masiv de planetesimale înghețate cunoscut sub numele de Oort Cloud. Numit în onoarea astronomului olandez Jan Oort, se crede că acest nor este de unde provin cometele de lungă durată. Cu toate acestea, până în prezent, nu au fost furnizate dovezi directe care să confirme existența Oort Cloud.
Acest lucru se datorează faptului că norul Oort este foarte greu de observat, fiind destul de departe de Soare și dispersat pe o regiune foarte mare de spațiu. Cu toate acestea, într-un studiu recent, o echipă de astrofizicieni de la Universitatea din Pennsylvania a propus o idee radicală. Folosind hărți ale fundalului cu microunde cosmice (CMB) create de către Planck misiune și alte telescoape, ei cred că norii Oort din jurul altor stele pot fi detectate.
Studiul - „Probing cloud Oort în jurul stelelor Calea Lactee cu sondaje CMB”, care a apărut recent online - a fost condus de Eric J Baxter, un cercetător postdoctoral de la Departamentul de Fizică și Astronomie de la Universitatea din Pennsylvania. Lui i s-au alăturat profesorii din Pennsylvania, Cullen H. Blake și Bhuvnesh Jain (mentorul principal al lui Baxter).
Pentru recapitulare, Oort Cloud este o regiune ipotetică a spațiului despre care se crede că se extinde de la 2.000 la 5.000 AU (0.03 și 0.08 li) până la 50.000 AU (0.79 li) de la Soare - deși unele estimări indică că ar putea ajunge până la 100.000 până la 200.000 AU (1.58 și 3.16 ly). 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.
Se crede că acest nor a provenit dintr-o populație de corpuri mici și înghețate din 50 UA de Soare, care erau prezente când Sistemul Solar era încă tânăr. De-a lungul timpului, se teoretizează că perturbațiile orbitale cauzate de planetele gigant au determinat acele obiecte care aveau orbite extrem de stabile să formeze Centura Kuiper de-a lungul planului ecliptic, în timp ce cele care aveau orbite mai excentrice și îndepărtate formau norul Oort.
Potrivit lui Baxter și colegilor săi, deoarece existența Norului Oort a jucat un rol important în formarea Sistemului Solar, este, așadar, logic să presupunem că alte sisteme stelare au propriile nori Oort - pe care le denumesc exo-Oort Nori (EXOC). După cum a explicat Dr. Baxter pentru Space Magazine prin e-mail:
„Unul dintre mecanismele propuse pentru formarea norului Oort în jurul soarelui nostru este acela că unele dintre obiectele din discul protoplanetar al sistemului nostru solar au fost expulzate în orbite eliptice foarte mari prin interacțiuni cu planetele uriașe. Orbitele acestor obiecte au fost apoi afectate de stele și valuri galactice din apropiere, determinându-le să se îndepărteze de orbitele limitate la planul sistemului solar și să formeze norul acum sferic. Vă puteți imagina că un proces similar ar putea avea loc în jurul unei alte stele cu planete uriașe și știm că există multe stele acolo care au planete uriașe. ”
După cum au indicat Baxter și colegii săi în studiul lor, detectarea EXOC este dificilă, în mare parte din aceleași motive pentru care nu există dovezi directe pentru propriul sistem Oort Cloud. Pentru unul, nu există o mulțime de materiale în nor, cu estimări care variază de la câteva până la douăzeci de ori masa Pământului. În al doilea rând, aceste obiecte sunt foarte departe de Soarele nostru, ceea ce înseamnă că nu reflectă multă lumină sau nu au emisii termice puternice.
Din acest motiv, Baxter și echipa sa au recomandat să folosească hărți ale cerului la lungimile de undă de la milimetru și submillimetru pentru a căuta semne de Nori Oort în jurul altor stele. Astfel de hărți există deja, datorită misiunilor de genul Planck telescop care a cartografiat fundalul microundelor cosmice (CMB). După cum a indicat Baxter:
„În lucrarea noastră, folosim hărți ale cerului la 545 GHz și 857 GHz, care au fost generate din observațiile satelitului Planck. Planck a fost proiectat destul de mult * doar * pentru a cartografia CMB; Faptul că putem folosi acest telescop pentru a studia nori exo-Oort și potențial procesele conectate la formarea planetei este destul de surprinzător! ”
Aceasta este o idee destul de revoluționară, întrucât detectarea EXOC-urilor nu a făcut parte din scopul propus Planck misiune. Prin cartografierea CMB, care este „radiație relicvă” rămasă din Big Bang, astronomii au căutat să afle mai multe despre cum a evoluat Universul de la începutul Universului - cca. 378.000 de ani de la Big Bang. Cu toate acestea, studiul lor se bazează pe lucrările anterioare conduse de Alan Stern (investigatorul principal al Noi orizonturi misiune).
În 1991, împreună cu John Stocke (de la Universitatea din Colorado, Boulder) și Paul Weissmann (de la Laboratorul de Propulsie Jet de la NASA), Stern a realizat un studiu intitulat „O căutare IRAS pentru nori extra-solari Oort”. În acest studiu, ei au sugerat utilizarea datelor din satelitul astronomic infraroșu (IRAS) în scopul căutării EXOC-urilor. Cu toate acestea, în timp ce acest studiu s-a concentrat pe anumite lungimi de undă și sisteme de 17 stele, Baxter și echipa sa s-au bazat pe date pentru zeci de mii de sisteme și la o gamă mai largă de lungimi de undă.
Alte telescoape actuale și viitoare despre care Baxter și echipa sa cred că ar putea fi utile în acest sens includ Telescopul Pol Sud, situat la stația de sud Amundsen-Scott din Antarctica; Telescopul de Cosmologie Atacama și Observatorul Simons din Chile; Telescopul submilimetric de mare deschidere (BLAST), purtat de baloane, în Antarctica; Telescopul Băncii Verzi din Vest Virgina și altele.
„Mai mult decât atât Gaia satelitul a cartografiat recent foarte precis pozițiile și distanțele stelelor din galaxia noastră ”, a adăugat Baxter. „Acest lucru face ca alegerea țintelor pentru căutările în cloud exo-Oort să fie relativ simplă. Am folosit o combinație de Gaia și Planck date din analiza noastră. "
Pentru a testa teoria lor, Baxter și echipa a construit o serie de modele pentru emisia termică a norilor exo-Oort. „Aceste modele au sugerat că detectarea norilor exo-Oort în jurul stelelor din apropiere (sau cel puțin punerea limitelor asupra proprietăților lor) era posibilă având în vedere telescoapele și observațiile existente”, a spus el. „În special, modelele au sugerat ca datele din Planck satelitul ar putea fi aproape de a detecta un nor exo-Oort ca al nostru în jurul unei stele din apropiere. "
În plus, Baxter și echipa sa au detectat și un indiciu al semnalului în jurul unora dintre stelele pe care le-au considerat în studiul lor - în special în sistemele Vega și Formalhaut. Folosind aceste date, au fost capabili să pună restricții asupra existenței posibile a EXOC-urilor la o distanță de 10.000 până la 100.000 AU de aceste stele, care coincide aproximativ cu distanța dintre Soarele nostru și Norul Oort.
Cu toate acestea, vor fi necesare studii suplimentare înainte de existența oricărui EXOC. Aceste sondaje vor implica probabil Telescopul spațial James Webb, care este programat să se lanseze în 2021. Între timp, acest studiu are unele implicații destul de semnificative pentru astronomi, și nu doar pentru că implică utilizarea hărților CMB existente pentru studii extra-solare. După cum a spus Baxter:
„Doar detectarea unui nor exo-Oort ar fi cu adevărat interesant, deoarece, așa cum am menționat mai sus, nu avem nicio dovadă directă pentru existența propriului nor Oort. Dacă ați obținut o detectare a unui nor exo-Oort, în principiu ar putea oferi informații despre procesele conectate la formarea planetei și evoluția discurilor protoplanetare. De exemplu, imaginați-vă că am detectat doar nori exo-Oort în jurul stelelor care au planete uriașe. Asta ar oferi dovezi destul de convingătoare că formarea unui nor Oort este conectată la planetele gigantice, așa cum sugerează teoriile populare despre formarea propriului nor Oort. "
Pe măsură ce cunoștințele noastre despre Univers se extind, oamenii de știință devin din ce în ce mai interesați de ceea ce sistemul nostru solar are în comun cu alte sisteme stelare. Acest lucru, la rândul nostru, ne ajută să aflăm mai multe despre formarea și evoluția propriului nostru sistem. De asemenea, oferă sugestii posibile despre modul în care Universul s-a schimbat de-a lungul timpului și poate chiar acolo unde viața ar putea fi găsită într-o zi.
