Tisućama godina astronomi su promatrali komete kako putuju blizu Zemlje i osvjetljavaju noćno nebo. Vremenom su ta opažanja dovela do niza paradoksa. Na primjer, odakle su svi ovi kometi? A ako se njihov površinski materijal isparava kada se približavaju Suncu (formirajući tako njihove poznate oreole), oni bi se trebali formirati dalje, tamo gdje bi i postojali većinu svog životnog vijeka.
Vremenom su ta opažanja dovela do teorije da daleko izvan Sunca i planeta postoji veliki oblak ledenog materijala i stijena odakle potječe većina ovih kometa. Postojanje ovog oblaka, poznatog kao Oortov oblak (nakon njegovog glavnog teoretskog utemeljitelja), ostaje nedokazano. Ali iz mnogih kratkih i dugoročnih kometa za koje se vjeruje da dolaze odatle, astronomi su mnogo naučili o njegovoj strukturi i sastavu.
Definicija:
Oortov oblak je teorijski sferni oblak pretežno ledenih planetezmalina za koje se vjeruje da okružuju Sunce na udaljenosti od oko 100 000 AU (2 ly). To ga postavlja u međuzvjezdani prostor, izvan Sunčeve Heliosfere gdje ona određuje kozmološku granicu između Sunčevog sustava i regije Sunčeve gravitacijske dominacije.
Poput Kuiperovog pojasa i Rasutog diska, Oortov oblak je rezervoar trans-neptunskih objekata, iako je više od tisuće puta udaljeniji od našeg Sunca od ova dva. Ideju o oblaku ledenih beskonačnih mališana prvi je put predložio 1932. estonski astronom Ernst Öpik, koji je postulirao da dugoročni kometi potječu iz oblaka u orbiti na najudaljenijem rubu Sunčevog sustava.
Godine 1950. koncept je oživio Jan Oort, koji je samostalno hipotezirao svoje postojanje kako bi objasnio ponašanje dugoročnih kometa. Iako to još nije dokazano izravnim promatranjem, postojanje Oortovog oblaka široko je prihvaćeno u znanstvenoj zajednici.
Struktura i sastav:
Smatra se da se Oortov oblak proteže između 2.000 i 5.000 AU (0.03 i 0.08 ly) do čak 50.000 AU (0.79 ly) od Sunca, mada neke procjene postavljaju vanjski rub čak 100.000 i 200.000 AU (1.58 i 3,16 ly). Smatra se da se oblak sastoji od dvije regije - sfernog vanjskog oblaka Oort od 20 000 - 50 000 AU (0,32 do 0,79 ly) i unutarnjeg Ortovog (ili brda) u obliku diska od 2 000 do 20 000 AU (0,03 do 0,32 ly) ,
Vanjski Oortov oblak može imati bilijune objekata većih od 1 km (miljama) i milijarde promjera 20 kilometara (12 milja). Njegova ukupna masa nije poznata, ali - pod pretpostavkom da je Halleyev komet tipičan prikaz vanjskih oblaka Oort Cloud - kombinirana masa iznosi otprilike 3 × 1025 kilograma (6,6 × 1025 kilograma), ili pet Zemlja.
Na temelju analiza prošlih kometa, velika većina objekata Oortovog oblaka sastoji se od ledenih hlapljivih sastojaka - poput vode, metana, etana, ugljičnog monoksida, cijanovodika i amonijaka. Pojava asteroida za koje se misli da potječu iz Oortovog oblaka također je potaknula teorijska istraživanja koja sugeriraju da se populacija sastoji od 1-2% asteroida.
Ranije procjene povećale su njegovu masu do 380 zemaljskih masa, ali poboljšano znanje o raspodjeli veličina kometa za dugo razdoblje dovelo je do nižih procjena. Masa unutarnjeg Oortovog oblaka, u međuvremenu, tek treba biti karakterizirana. Sadržaj i Kuiperovog pojasa, i Oortovog oblaka poznat je kao Transneptunski objekti (TNO), jer objekti obje regije imaju orbite koje su udaljenije od Sunca od Neptunove orbite.
Podrijetlo:
Smatra se da je Oortov oblak ostatak izvornog protoplanetarnog diska koji se formirao oko Sunca prije otprilike 4,6 milijardi godina. Najprihvaćenija hipoteza je da su se objekti Ortonovog oblaka u početku sjedinili mnogo bliže Suncu kao dio istog procesa koji je formirao planete i manje planete, ali da ih je gravitacijska interakcija s mladim plinskim divovima poput Jupitera izbacila u ekstremno dugu eliptičnu ili parabolične orbite.
Nedavna istraživanja NASA-e sugeriraju da je veliki broj Oortovih oblačnih predmeta proizvod razmjene materijala između Sunca i njegovih braća, dok su se formirale i razdvajale. Također se sugerira da mnogi - možda većina - oblaci Oorta nisu formirani u neposrednoj blizini Sunca.
Alessandro Morbidelli s Observatoire de la Azurna obala je izveo simulacije evolucije oblaka Oort od početaka Sunčevog sustava do danas. Ove simulacije ukazuju da gravitaciona interakcija s obližnjim zvijezdama i galaktičkim plimama mijenja modifikaciju orbite kako bi ih učinila kružnijima. To se nudi kao objašnjenje zašto je vanjski Oortov oblak gotovo sfernog oblika, dok Hills oblak, koji je jače vezan za Sunce, nije dobio sferični oblik.
Nedavna istraživanja pokazala su da je stvaranje oblaka Oort u velikoj mjeri kompatibilno s hipotezom da je Sunčev sustav formiran kao dio ugrađenog klastera od 200–400 zvijezda. Te su rane zvijezde vjerojatno igrale ulogu u formiranju oblaka, jer je broj bliskih zvjezdanog prolaza unutar klastera bio mnogo veći nego danas, što je dovelo do mnogo češćih uznemirenosti.
Kometi:
Smatra se da komete imaju dvije ishodišne točke u Sunčevom sustavu. Oni počinju kao beskonačni mali ljudi u Oortovom oblaku, a zatim postaju kometi kada prolazeće zvijezde izbace neke od njih iz njihovih orbita, šaljući ih u dugoročnu orbitu koja ih odvodi u unutarnji sunčev sustav i ponovno izlaze.
Kometi kratkog razdoblja imaju orbite koje traju i do dvjesto godina, dok orbite dugoročnih kometa mogu trajati tisućama godina. Iako se vjeruje da su kometi kratkog razdoblja nastali ili iz Kuiperovog pojasa ili iz raspršenog diska, prihvaćena je hipoteza da dugoročni kometi potječu iz Oortovog oblaka. Međutim, postoje neke iznimke od ovog pravila.
Na primjer, postoje dvije glavne vrste kometa kratkog razdoblja: komete obitelji Jupiter i komete obitelji Halley. Komete obitelji Halley, nazvane po svom prototipu (Halleyev komet), neobične su po tome što iako su kratke, vjeruje se da potječu iz oblaka Oorta. Na temelju njihovih orbita, pretpostavlja se da su nekoć bili kometi dugog razdoblja koje je zarobila gravitacija plinskog diva i poslala u unutarnji Sunčev sustav.
Istraživanje:
Budući da je Oortov oblak toliko udaljeniji od Kuiperovog pojasa, regija je ostala neistražena i uglavnom nedokumentirana. Svemirske sonde tek treba dosegnuti područje oblaka Oort i Voyager 1 - najbrža i najdalja međuplanetarna svemirska sonda koja trenutno izlazi iz Sunčevog sustava - vjerojatno neće pružiti nikakve informacije o njemu.
Trenutačnom brzinom, Voyager 1 doseći će Oortov oblak za oko 300 godina, a trebat će mu oko 30 000 godina da prođe kroz njega. Međutim, do oko 2025. godine, radioizotopski termoelektrični sondi više neće isporučivati dovoljno snage za rad bilo kojeg znanstvenog instrumenta. Ostale četiri sonde koje trenutno izlaze iz Sunčevog sustava - Voyager 2, Pioneer 10 i 11, i Novi horizonti - također će biti nefunkcionalna kada dođu do oblaka Oorta.
Istraživanje Oortovog oblaka predstavlja brojne poteškoće od kojih većina proizlazi iz činjenice da je udaljen od Zemlje nevjerojatno. U vrijeme kad bi ga robotska sonda zapravo mogla dostići i započeti iskreno istraživanje područja, na Zemlji će proći stoljeća. Ne samo da bi oni koji su je poslali u prvi mah bili dugo mrtvi, već će čovječanstvo u međuvremenu najvjerojatnije izmisliti daleko sofisticiranije sonde ili čak ploveći zanat.
Ipak, studije se mogu (i provode) ispitivanjem kometa koje periodično ispljuvaše, a opservatoriji dugog dometa vjerojatno će u narednim godinama napraviti zanimljiva otkrića iz ove regije u svemiru. Veliki je oblak Tko zna što bismo tamo mogli skrivati?
Imamo mnogo zanimljivih članaka o Oort Cloud i Sunčevom sustavu za svemirski časopis. Evo članka o tome kako je velik Sunčev sustav i jedan o promjeru Sunčevog sustava. A ovdje je sve što trebate znati o Halleyjevoj kometi i izvan Plutona.
Ovaj članak možete pogledati i iz NASA-e o Oortovom oblaku i jedan sa Sveučilišta u Michiganu o podrijetlu kometa.
Ne zaboravite pogledati podcast s Astronomy Cast-a. Epizoda 64: Pluton i ledeni vanjski sunčev sustav i epizoda 292: Oort oblak.
Referenca:
Istraživanje sunčevog sustava NASA-e: Kuiperov pojas i oblak Oort
