A csillagászok évezredek óta figyelték, hogy a üstökösök a Föld közelében utaznak és megvilágítják az éjszakai égboltot. Idővel ezek a megfigyelések számos paradoxont eredményeztek. Például, honnan származtak ezek az üstökösök? És ha felszíni anyaguk elpárolog, miközben megközelítik a Napot (így képezik a híres halóikat), akkor távolabb kell képződniük, ahol ott léteznék élettartamuk nagy részében.
Idővel ezek a megfigyelések arra az elméletre vezettek, hogy a Napon és a bolygókon túl nagy jeges anyag és sziklafelhő található, ahonnan ezeknek a üstökösöknek a többsége származik. Ennek a felhőnek a létezése, amelyet Oort felhőnek hívnak (annak fő elméleti alapítója után), továbbra sem bizonyított. A sok rövid és hosszú ideig tartó üstökösből, amelyekről azt gondolják, hogy onnan származnak, a csillagászok sokat megtanultak a szerkezetéről és összetételéről.
Meghatározás:
Az Oort felhő egy elméletileg gömb alakú felhő, amely elsősorban jeges síkbeli mintákból áll, és úgy gondolják, hogy körülveszi a Napot kb. 100 000 AU (2 ly) távolságra. Ez a csillagközi térbe helyezi, a Nap Helioszféráján túl, ahol meghatározza a Naprendszer és a Nap gravitációs dominanciája közötti kozmológiai határt.
Mint a Kuiper-öv és a szétszórt lemez, az Oort-felhő transz-Neptuniai tárgyak tározója is, bár ezerszor távolabb van Napunktól, mint ez a másik kettő. A jeges végtelen szimbólumok felhőjének gondolatát először 1932-ben javasolta Ernst Öpik észt csillagász, aki azt állította, hogy a hosszú távú üstökösök a Naprendszer legkülső szélén keringő felhőből származnak.
1950-ben Jan Oort újra felállította a koncepciót, aki önállóan feltételezte annak létezését, hogy megmagyarázza a hosszú távú üstökösök viselkedését. Noha ezt a közvetlen megfigyelés révén még nem bizonyították, az Oort Cloud létezését a tudományos közösség széles körben elfogadja.
Felépítés és összetétel:
Úgy gondolják, hogy az Oort felhő 2000 és 5000 AU (0,03 és 0,08 ly) között 50 000 AU-ig (0,79 ly) fekszik a Naptól, bár egyes becslések szerint a külső él 100 000 és 200 000 AU (1,58 és 3,16 ly). Úgy gondolják, hogy a felhő két régióból áll - egy gömb alakú külső Oort-felhő 20 000 - 50 000 AU (0,32 - 0,79 ly), és egy lemez alakú belső Oort (vagy Hills) felhő 2000 - 20 000 AU (0,03 - 0,32 ly). .
A külső Oort-felhő milliárdnyi objektumot tartalmazhat, amely meghaladja az 1 km-t (0,62 mérföld), és milliárdok átmérője 20 km (12 mérföld). A teljes tömege nem ismert, de - ha feltételezzük, hogy a Halley-üstökös a külső Oort-felhő tárgyainak tipikus ábrázolása - az össztömege hozzávetőleg 3 × 1025 kilogramm (6,6 × 10 kg)25 font), vagy öt föld.
A múlt üstökösök elemzése alapján az Oort Cloud objektumok túlnyomó része jeges illékony anyagokból áll, mint például víz, metán, etán, szén-monoxid, hidrogén-cianid és ammónia. Az Oort Cloudból származó aszteroidák megjelenése szintén elméleti kutatásokhoz vezetett, amelyek azt sugallják, hogy a populáció 1-2% aszteroidákból áll.
A korábbi becslések szerint a tömeg 380 Föld tömegre esett, de a hosszú távú üstökösök méreteloszlásának jobb ismerete alacsonyabb becsléseket eredményezett. Eközben a belső Oort-felhő tömegét még nem jellemezte. Mind a Kuiper-öv, mind az Oort-felhő tartalma transz-Neptun objektumoknak (TNO) ismert, mivel mindkét régió tárgyainak pályái keringnek a Naptól távolabb, mint a Neptunusz pályája.
Eredet:
Úgy gondolják, hogy az Oort-felhő az eredeti protoplanetáris korong maradványa, amely körülbelül 4,6 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a Nap körül. A legszélesebb körben elfogadott hipotézis az, hogy az Oort-felhő tárgyai kezdetben sokkal közelebb álltak a Naphoz, ugyanazon folyamat részeként, amely a bolygót és a kisebb bolygót képezte, de ez a gravitációs kölcsönhatás olyan fiatal gáz óriásokkal, mint a Jupiter, rendkívül hosszú ellipszisgá vált. parabolikus pályák.
A NASA legfrissebb kutatása azt sugallja, hogy számos Oort-felhő objektum a Nap és testvére csillagjai közötti anyagcserének eredménye, amikor azok kialakultak és szétváltak. Azt is javasoljuk, hogy az Oort-felhő sok objektumának - akár valószínűleg a többségének - nem a Nap közvetlen közelében keletkezzen.
Alessandro Morbidelli, a Cote d’Azur Observatoriától szimulációkat készített az Oort-felhő evolúciójáról a Naprendszer kezdetétől napjainkig. Ezek a szimulációk azt jelzik, hogy a közeli csillagokkal és a galaktikus árapályokkal történő gravitációs kölcsönhatás módosította az üstökös pályáit, hogy körkörösebbé váljanak. Ez magyarázatként szolgál arra, hogy a külső Oort-felhő miért szinte gömb alakú, míg a Hills-felhő, amely erősebben kapcsolódik a Naphoz, nem kapott gömb alakú formát.
A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy az Oort-felhő kialakulása nagyjából összeegyeztethető azzal a hipotézissel, miszerint a Naprendszer egy 200–400 csillagból álló beágyazott klaszter részeként alakult ki. Ezek a korai csillagok valószínűleg szerepet játszottak a felhő képződésében, mivel a klaszterben sokkal több csillagcsatorna fordult elő, mint a mai nap, ami sokkal gyakoribb perturbációkhoz vezet.
üstökösök:
Úgy gondolják, hogy a üstökösöknek két származási pontja van a Naprendszerben. Végtelen mintákként indulnak az Oort-felhőben, majd üstökösökké válnak, amikor az elhaladó csillagok kiütik részüket a pályájukról, és hosszú távú pályára kerülnek, amely beviszi őket a belső Naprendszerbe és újra ki.
A rövid periódusú üstökösök keringési pályái akár kétszáz évig tartanak, míg a hosszú periódusú üstökösök keringési ideje több ezer évig tarthat. Míg úgy gondolják, hogy a rövid távú üstökösök akár a Kuiper övből, akár a szétszórt korongból merültek fel, az elfogadott hipotézis az, hogy a hosszú távú üstökösök az Oort felhőből származnak. Van azonban néhány kivétel ettől a szabálytól.
Például a rövid ideig tartó üstökösnek két fő változata van: a Jupiter család üstökösök és a Halley család üstökösök. A prototípusukról (Halley’s Comet) elnevezett Halley-család üstökösök szokatlanak abban a tekintetben, hogy bár rövidek az időszakukban, úgy gondolják, hogy az Oort-felhőből származnak. Keringési pályájuk alapján azt sugallják, hogy egykor hosszú idejű üstökösök voltak, amelyeket egy gáz óriás gravitáció megragadt és bejuttattak a belső Naprendszerbe.
Felfedezés:
Mivel az Oort-felhő sokkal távolabb van, mint a Kuiper-öv, a régió felfedezetlen maradt és nagyrészt nem volt dokumentált. Az űrszondák még nem érik el az Oort felhő területét, és Voyager 1 - a jelenleg a Naprendszerből kilépő bolygóközi űrszondák közül a leggyorsabb és legtávolabbi - valószínűleg nem nyújt információt róla.
Jelenlegi sebességén, Voyager 1 mintegy 300 év alatt eléri az Oort-felhőt, és kb. 30 000 évig fog továbbhaladni rajta. 2025 körül azonban a szonda radioizotóp hőelektromos generátorai már nem fognak elegendő energiát szolgáltatni a tudományos műszerek bármelyikének működtetéséhez. A másik négy szonda, amely jelenleg menekül a Naprendszerből - Voyager 2, Pioneer 10 és 11, és Új láthatár - szintén nem lesz működőképes, amikor elérték az Oort felhőt.
Az Oort-felhő felfedezése számos nehézséget okoz, amelyek többsége abból fakad, hogy hihetetlenül távol van a Földtől. Mire egy robotszonda valóban elérheti, és komolyan megkezdheti a terület felfedezését, évszázadok telt el a Földön. Nem csak azok, akik elsõsorban elküldték, hosszú halottak lesznek, de az emberiség valószínûleg sokkal kifinomultabb szondákat vagy akár emberes kézmûveket is feltalált közben.
Ennek ellenére a tanulmányokat elvégezhetjük (és végezzük) azoknak a üstökösöknek a megvizsgálásával, amelyekről időszakosan kilóg, és a hosszú távú obszervatóriumok valószínűleg érdekes felfedezéseket készítenek erről a térségi régióról az elkövetkező években. Nagy felhő. Ki tudja, mit találhatunk benne?
Sok érdekes cikk található az Oort Cloud és a Solar System for Space Magazine-ról. Itt található egy cikk arról, hogy mekkora a Naprendszer és egy a Naprendszer átmérőjén. És itt minden, amit tudnunk kell a Halley Comet-ról és a Plútón túl.
Érdemes lehet megnézni ezt a NASA az Oort Cloud-ről és a Michigan-i Egyetem cikkét is a üstökösök származásáról.
Ne felejtse el megnézni a Csillagászat szereplői podcastot. 64. epizód: Plútó és az Jeges külső Naprendszer és 292. rész: Az Oort-felhő.
Referencia:
NASA Naprendszer feltárása: Kuiper Belt & Oort Cloud
