A tudósok évtizedek óta elméletezték, hogy a Naprendszer peremén túl, a Naptól akár 50 000 AU (0,79 ly) távolságra egy jeges síkbeli szimbólumok hatalmas felhője, az úgynevezett Oort felhő. Jan Oort holland csillagász tiszteletére nevezték fel ezt a felhőt úgy, hogy a hosszú távú üstökösök származnak. Mindeddig azonban nem nyújtottak be közvetlen bizonyítékot az Oort Cloud létezésének megerősítésére.
Ennek oka az a tény, hogy az Oort-felhőt nagyon nehéz megfigyelni, mivel elég távol van a Naptól és szétszórt egy nagyon nagy térségi térségben. Egy nemrégiben készült tanulmányban azonban a Pennsylvaniai Egyetem asztrofizikusok csoportja radikális ötletet javasolt. A. Által létrehozott kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) térképeinek felhasználásával Planck misszió és más távcsövek szerint úgy vélik, hogy az Oort-felhők más csillagok körül is felfedezhetők.
A közelmúltban online megjelenő, „Az Oort-felhők próbája a Tejút-csillagok körül a CMB-felmérésekkel” című tanulmányt Eric J Baxter, a posztdoktori kutató vezette a Pennsylvaniai Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékéből. Csatlakoztak hozzá Pennsylvania professzora, Cullen H. Blake és Bhuvnesh Jain (Baxter elsődleges mentorja).
Összefoglalva: az Oort-felhő egy hipotetikus térrész, amelyről azt gondolják, hogy 2000-től 5000 AU-ig (0,03 és 0,08 ly-ig) 50 000 AU-ig (0,79 ly) terjed a Naptól - bár egyes becslések szerint ez elérheti 100 000-200 000 AU-ig (1,58 és 3,16 ly). Mint a Kuiperi öv és a szétszórt korong, az Oort-felhő transz-Neptuniai tárgyak tározója, bár ezer-szer nagyobb távolságban van a Napunktól, mint ez a másik kettő.
Úgy gondolják, hogy ez a felhő a Naptól 50 AU-n belül elhelyezkedő kicsi, jeges testek lakosságából származik, amelyek akkor voltak jelen, amikor a Naprendszer még fiatal volt. Az idő múlásával azt gondolják, hogy az óriási bolygók által okozott orbitális perturbációk az olyan objektumokat, amelyeknek rendkívül stabil keringési pályái képezték, a Kuiper-övet képezték az ecliptic sík mentén, míg azok, amelyeknek ekscentrikusabb és távolabbi pályái vannak, az Oort Cloudot képezték.
Baxter és munkatársai szerint mivel az Oort-felhő léte fontos szerepet játszott a Naprendszer kialakulásában, logikus azt feltételezni, hogy más csillagrendszereknek saját Oort-felhők vannak - ezeket utóbbiak exo-Oort-nak hívják. Felhők (EXOC). Ahogy Dr. Baxter e-mailben elmagyarázta a Space Magazine-nak:
„Az Oort-felhő kialakulásának egyik javasolt mechanizmusa a nap körül, hogy a naprendszerünk protoplanetáris korongjában lévő egyes objektumokat az óriásbolygókkal való kölcsönhatás révén nagyon nagy, elliptikus pályára bocsátottuk. Ezeknek a tárgyaknak a pályáit ezután a közeli csillagok és galaktikus árapályok befolyásolták, így azok a Naprendszer síkjára korlátozódó pályáktól távoztak, és a ma már gömb alakú Oort-felhő kialakulásához vezettek. El tudnád képzelni, hogy hasonló folyamat történhet egy óriás bolygókkal egy másik csillag körül, és tudjuk, hogy sok csillag van odakint, amelyek óriási bolygókkal rendelkeznek. ”
Amint Baxter és kollégái a tanulmányukban rámutattak, az EXOC-ok felderítése nehéz, nagyrészt ugyanazon okok miatt, amelyek miatt nincs közvetlen bizonyíték a Naprendszer saját Oort-felhőjére. Először is, nincs sok anyag a felhőben, a becslések a Föld tömegének néhány-húszszeresére változhatnak. Másodszor, ezek a tárgyak nagyon távol vannak a Napunktól, ami azt jelenti, hogy nem tükrözik sok fényt, vagy erős hőkibocsátással rendelkeznek.
Ezért Baxter és csapata azt javasolta, hogy használja az ég térképeit a milliméter és a szubmilliméter hullámhosszán, hogy más csillagok körül keressék az Oort-felhők jeleit. Ilyen térképek már léteznek, olyan misszióknak köszönhetően, mint az Planck távcső, amely feltérképezte a kozmikus mikrohullámú hátteret (CMB). Amint Baxter jelezte:
„Dolgozatunkban az égtérképeket használjuk 545 GHz és 857 GHz frekvencián, amelyeket a Planck műholdas megfigyelések alapján állítottak elő. Planck nagyjából * csak * volt a CMB térképére; nagyon meglepő az a tény, hogy ezt a távcsövet használhatjuk az exo-Oort-felhők és a bolygóképződéshez kapcsolódó folyamatok tanulmányozására! ”
Ez egy meglehetősen forradalmian új ötlet, mivel az EXOC - ok felderítése nem része a program céljainak Planck küldetés. A CMB feltérképezésével, amely a relikvium-sugárzás a Big Bangból maradt, a csillagászok megkíséreltek többet megtudni arról, hogyan alakult az univerzum a korai univerzum óta - kb. 378 000 évvel a nagy robbanás után. Tanulmányaik azonban a korábbi munkákon alapulnak, amelyeket Alan Stern (a fő kutatója) vezetett Új láthatár küldetés).
1991-ben Stern, John Stocke (a Colorado Egyetem, Boulder) és Paul Weissmann (a NASA sugárhajtómű-laboratóriumának) közreműködésével „Az IRAS-keresés a napfény nélküli Oort-felhők IRAS-keresésében” című tanulmányát készítette. Ebben a tanulmányban az infravörös csillagászati műholdas (IRAS) adatainak felhasználását javasolták az EXOC-k keresésére. Míg ez a tanulmány bizonyos hullámhosszokra és 17 csillagrendszerre összpontosított, Baxter és csapata több tízezer rendszer adataira támaszkodott, és a hullámhosszok szélesebb skáláján.
A jelenlegi és jövőbeli távcsövek, amelyek Baxter és csapata szerint hasznosak lehetnek e tekintetben, a Déli Pole-távcső, amely az Antarktiszon, az Amundsen – Scott déli pólus állomáson található; az Atacama kozmológiai távcső és a chilei Simons Obszervatórium; léggömbhordozású nagynyílású almilliméter távcső (BLAST) Antarktiszon; a Zöld Bank-távcső Nyugat-Virginában és mások.
„Ezenkívül a Gaia A műholdas közelmúltban nagyon pontosan meghatározta a csillagok helyzetét és távolságát galaxisunkban ”- tette hozzá Baxter. “Ez viszonylag egyszerűvé teszi az exo-Oort-felhő kereséseinek célpontjait. A következők kombinációját használtuk Gaia és Planck adatok elemzésünkben. ”
Az elméletük kipróbálására a Baxter és a csapat modellsorozatokat készített az exo-Oort-felhők hőkibocsátására. "Ezek a modellek azt sugallták, hogy a meglévő távcsövek és megfigyelések alapján megvalósítható az exo-Oort-felhők detektálása a közeli csillagok körül (vagy legalábbis korlátozni lehet tulajdonságaikat)" - mondta. "Különösen a modellek javasolták a Planck a műholdas valószínűleg közel áll egy olyan exo-Oort-felhő észleléséhez, mint egy saját közeli csillag körül. "
Ezenkívül Baxter és csapata észleltek egy jelzést egy csillag környékén, amelyeket a tanulmányukban figyelembe vették - különösen a Vega és a Formalhaut rendszerekben. Ezen adatok felhasználásával képesek voltak korlátozni az EXOC-ok lehetséges létezését 10 000 - 100 000 AU távolságra ettől a csillagtól, ami nagyjából megegyezik a Nap és az Oort felhő közötti távolsággal.
Azonban további felmérésekre van szükség, mielőtt bármilyen EXOC meglétét meg lehet erősíteni. Ezek a felmérések valószínűleg bevonják a James Webb ŰrtávcsőIdőközben ez a tanulmány néhány meglehetősen jelentős hatást gyakorol a csillagászokra, és nem csak azért, mert a meglévő CMB térképeket használja fel az extra szoláris vizsgálatokhoz. Ahogy Baxter mondta:
„Csak az exo-Oort-felhő észlelése lenne igazán érdekes, mivel mint fentebb már említettem, nincs közvetlen bizonyítékunk a saját Oort-felhőnk létezésére. Ha észlelne egy exo-Oort-felhőt, ez elvileg betekintést nyújthat a bolygóképződéshez kapcsolódó folyamatokba és a protoplanetáris lemezek fejlődéséhez. Képzelje el például, hogy csak exo-Oort-felhőket detektáltunk olyan csillagok körül, amelyek óriási bolygókkal rendelkeznek. Ez elég meggyőző bizonyítékot szolgáltatna arról, hogy az Oort-felhő kialakulása óriási bolygókhoz kapcsolódik, amint azt a népszerű elméletek javasolják a saját Oort-felhő kialakulásáról. ”
Ahogy az Univerzummal kapcsolatos ismereteink bővülnek, a tudósok egyre inkább érdeklődnek az iránt, hogy mi a Naprendszerünk közös más csillagrendszerekkel. Ez viszont segít nekünk többet megtudni a saját rendszerünk kialakulásáról és fejlődéséről. Lehetséges tippeket ad arra is, hogy az Univerzum hogyan változott az idő múlásával, és talán még ott is, ahol az élet megtalálható volt.
