Tähtitieteilijät ovat katsoneet tuhansien vuosien ajan komeettojen kulkevan lähellä Maata ja valaisevan yötaivaan. Ajan myötä nämä havainnot johtivat useisiin paradokseihin. Esimerkiksi, mistä nämä komeetat kaikki olivat peräisin? Ja jos niiden pintamateriaali höyrystyy, kun ne lähestyvät aurinkoa (muodostavat siis kuuluisat sädekehät), niiden täytyy muodostua kauemmaksi, missä ne olisivat olleet siellä suurimman osan elinikänsä.
Ajan mittaan nämä havainnot johtivat teoriaan, että kaukana Auringon ja planeettojen ulkopuolella on suuri jäistä materiaalia ja kiviä sisältävä pilvi, josta suurin osa näistä komeetoista tulee. Tämän pilven olemassaolo, joka tunnetaan Oort-pilvenä (sen pääasiallisen teoreettisen perustajan mukaan), on edelleen todistamatta. Mutta monista lyhyen ja pitkän ajanjakson komeetoista, joiden uskotaan tulevan sieltä, tähtitieteilijät ovat oppineet paljon niiden rakenteesta ja koostumuksesta.
Määritelmä:
Oort-pilvi on teoreettinen pallomainen, pääasiassa jäisistä planetesimaaleista koostuva pilvi, jonka uskotaan ympäröivän Aurinkoa jopa noin 100 000 AU:n (2 ly) etäisyydellä. Tämä sijoittaa sen tähtienväliseen avaruuteen, Auringon heliosfäärin ulkopuolelle, missä se määrittää kosmologisen rajan aurinkokunnan ja Auringon painovoiman hallitsevan alueen välillä.
Kuin Cooperin vyö ja Hajallaan oleva levy , Oort Cloud on säiliö Trans-Neptunian esineitä , vaikka se on yli tuhansia kertoja kauempana Auringosta kuin nämä kaksi muuta. Ajatuksen jäisten infinitesimaalien pilvestä esitti ensimmäisen kerran vuonna 1932 virolainen tähtitieteilijä Ernst Öpik, joka oletti pitkän ajanjakson komeettojen syntyneen aurinkokunnan uloimmalla reunalla kiertävästä pilvestä.
Vuonna 1950 käsitteen herätti henkiin Jan Oort, joka itsenäisesti oletti sen olemassaolon selittämään pitkäaikaisten komeettojen käyttäytymistä. Vaikka sitä ei ole vielä todistettu suoralla havainnolla, Oort-pilven olemassaolo on laajalti hyväksytty tiedeyhteisössä.
Rakenne ja koostumus:
Oort-pilven uskotaan ulottuvan 2 000 - 5 000 AU (0,03 - 0,08 ly) jopa 50 000 AU (0,79 ly) etäisyydelle Auringosta, vaikka joidenkin arvioiden mukaan ulkoreuna on jopa 100 000 - 200,58 AU (1 000 ly) 3,16 ly). Pilven uskotaan koostuvan kahdesta alueesta – pallomaisesta ulkoisesta Oort-pilvestä 20 000 – 50 000 AU (0,32 – 0,79 ly) ja kiekon muotoisesta sisäisestä Oort (tai Hills) pilvestä 2 000 – 20 000 AU (0,32 – ly) .
Uloimmassa Oort-pilvessä voi olla biljoonia esineitä, jotka ovat suurempia kuin 1 km (0,62 mailia), ja miljardeja esineitä, joiden halkaisija on 20 kilometriä (12 mailia). Sen kokonaismassaa ei tiedetä, mutta - olettaen, että Halley's Comet on tyypillinen esitys ulkoisista Oort Cloud -objekteista - sen yhdistetty massa on noin 3 × 1025kiloa (6,6×1025puntaa) tai viisi maapalloa.
Menneiden komeettojen analyysien perusteella suurin osa Oort Cloud -objekteista koostuu jäisistä haihtuvista aineista, kuten vedestä, metaanista, etaanista, hiilimonoksidista, syanidista ja ammoniakista. Oortin pilvestä peräisin olevien asteroidien ilmaantuminen on myös synnyttänyt teoreettisia tutkimuksia, jotka viittaavat siihen, että populaatio koostuu 1-2 prosentista asteroideista.
Aikaisempien arvioiden mukaan sen massa on 380 Maan massaa, mutta parantunut tieto pitkän ajanjakson komeettojen kokojakaumasta on johtanut alhaisempiin arvioihin. Sisäisen Oort-pilven massaa ei ole vielä kuvattu. Sekä Kuiperin vyöhykkeen että Oort-pilven sisältö tunnetaan Trans-Neptunian Objecteina (TNO), koska molempien alueiden kohteilla on kiertoradat, jotka ovat kauempana Auringosta kuin Neptunuksen kiertorata.
Komeettojen vyön, nimeltään Oort Cloud, on teoriassa ympäröity aurinkokunta (kuvan luotto: NASA/JPL).
Alkuperä:
Oort-pilven uskotaan olevan jäännös alkuperäisestä protoplanetaarinen levy joka muodostui Auringon ympärille noin 4,6 miljardia vuotta sitten. Yleisimmin hyväksytty hypoteesi on, että Oort-pilven objektit sulautuivat alun perin paljon lähemmäksi aurinkoa osana samaa prosessia, joka muodosti planeetat ja pienet planeetat, mutta gravitaatiovuorovaikutus nuorten kaasujättiläisten, kuten Jupiterin kanssa, työnsi ne erittäin pitkiin elliptisiin tai elliptisiin muotoihin. paraboliset kiertoradat.
NASAn tuore tutkimus ehdottaa, että suuri määrä Oort-pilviobjekteja on tulosta materiaalinvaihdosta Auringon ja sen sisartähtien välillä niiden muodostuessa ja ajautuessa erilleen. On myös esitetty, että monet – mahdollisesti suurin osa – Oortin pilviobjekteista eivät muodostuneet Auringon välittömässä läheisyydessä.
Alessandro Morbidelli Observatoire de la Cote d’Azur on suorittanut simulaatioita Oort-pilven kehityksestä aurinkokunnan alusta nykypäivään. Nämä simulaatiot osoittavat, että gravitaatiovuorovaikutus lähellä olevien tähtien ja galaktisten vuorovesien kanssa muutti komeettojen kiertoradat tehdäkseen niistä pyöreämpiä. Tämä tarjotaan selityksenä sille, miksi ulompi Oort-pilvi on muodoltaan lähes pallomainen, kun taas Aurinkoon voimakkaammin sitoutunut Hills-pilvi ei ole saanut pallomaista muotoa.
Aurinkokunnan ja sen Oort-pilven vertailu. 70 000 vuotta sitten Scholzin tähti ja seuralainen kulkivat aurinkokuntamme ulkorajoja pitkin. Kiitokset: NASA, Michael Osadciw/Rochesterin yliopisto
Viimeisimmät tutkimukset ovat osoittaneet, että Oort-pilven muodostuminen on pitkälti yhteensopiva sen hypoteesin kanssa, että aurinkokunta muodostui osaksi sulautettua 200–400 tähden klusteria. Näillä varhaisilla tähdillä oli todennäköisesti rooli pilven muodostumisessa, koska tähtien läheisten kulkureittien määrä klusterin sisällä oli paljon suurempi kuin nykyään, mikä johti paljon useammin esiintyviin häiriöihin.
Komeetat:
Komeetoilla uskotaan olevan kaksi lähtöpistettä aurinkokunnassa. Ne alkavat infinitesimaalina Oortin pilvessä ja muuttuvat sitten komeetoiksi, kun ohi kulkevat tähdet syrjäyttävät osan niistä kiertoradalta ja lähettävät pitkän aikavälin kiertoradalle, joka vie ne sisäiseen aurinkokuntaan ja sieltä ulos.
Lyhytjaksoisten komeettojen kiertoradat kestävät jopa kaksisataa vuotta, kun taas pitkän ajanjakson komeettojen kiertoradat voivat kestää tuhansia vuosia. Lyhytjaksoisten komeettojen uskotaan nousevan joko Kuiperin vyöhykkeestä tai hajallaan olevasta kiekosta, mutta hyväksytty hypoteesi on, että pitkän ajanjakson komeetat ovat peräisin Oortin pilvestä. Tästä säännöstä on kuitenkin joitain poikkeuksia.
Esimerkiksi lyhytjaksoisia komeettoja on kaksi päätyyppiä: Jupiter-komeetat ja Halley-suvun komeetat. Halley-perheen komeetat, jotka on nimetty prototyyppistään ( Halley's Comet ) ovat epätavallisia siinä mielessä, että vaikka ne ovat lyhytaikaisia, niiden uskotaan saaneen alkunsa Oort-pilvestä. Niiden kiertoradan perusteella oletetaan, että ne olivat aikoinaan pitkän ajanjakson komeettoja, jotka kaasujättiläisen painovoima vangitsi ja lähetettiin aurinkokuntaan.
Komeetan evoluutio sen kiertäessä aurinkoa. Kiitokset: Ilmakehä- ja avaruustieteiden laboratorio / NASA
Tutkimus:
Koska Oortin pilvi on paljon kauempana kuin Kuiperin vyöhyke, alue jäi tutkimatta ja suurelta osin dokumentoimattomaksi. Avaruusluotaimet eivät ole vielä saavuttaneet Oort-pilven aluetta, ja Matkustaminen 1 – nopein ja kauimpana aurinkokunnasta poistuva planeettojen välinen avaruusluotain – ei todennäköisesti tarjoa siitä mitään tietoa.
Nykyisellä nopeudellaMatkustaminen 1saavuttaa Oort-pilven noin 300 vuodessa ja kestää noin 30 000 vuotta kulkea sen läpi. Noin 2025 mennessä luotain radioisotooppitermosähköiset generaattorit eivät kuitenkaan enää toimita tarpeeksi tehoa minkään sen tieteellisen instrumentin käyttämiseen..Muut neljä luotainta pakenevat aurinkokunnasta - Matkustaminen 2 , Pioneer 10 ja yksitoista ,ja Uusia näköaloja – eivät myöskään toimi, kun ne saavuttavat Oort-pilven.
Oort-pilven tutkiminen tuo mukanaan lukuisia vaikeuksia, joista suurin osa johtuu siitä, että se on uskomattoman kaukana Maasta. Siihen mennessä, kun robottiluotain voisi todella saavuttaa sen ja alkaa tutkia aluetta tosissaan, täällä maan päällä on kulunut vuosisatoja. Sen lisäksi, että ne, jotka olivat lähettäneet sen alun perin, olisivat jo kauan kuolleet, ihmiskunta on todennäköisesti keksinyt paljon kehittyneempiä luotainita tai jopa miehitettyjä aluksia.
Silti tutkimuksia voidaan tehdä (ja tehdään) tutkimalla komeettoja, joita se ajoittain sylkee ulos, ja pitkän kantaman observatoriot tekevät todennäköisesti mielenkiintoisia löytöjä tältä avaruusalueelta tulevina vuosina. Se on iso pilvi. Kuka tietää, mitä saatamme löytää sieltä piilevän?
Meillä on monia mielenkiintoisia artikkeleita Oort Cloudista ja aurinkojärjestelmästä Universe Todaylle. Tässä artikkeli aiheesta kuinka suuri aurinkokunta on on, ja yksi aurinkokunnan halkaisija . Ja tässä on kaikki, mitä sinun tarvitsee tietää Halley's Comet ja Plutin ulkopuolella tai.
Haluat ehkä myös tutustua tähän artikkeliin NASA Oort Cloudissa ja yksi Michiganin yliopistosta komeettojen alkuperä .
Älä unohda katsoa Astronomy Castin podcastia. Jakso 64: Pluto ja jäinen aurinkokunta ja Jakso 292: Oort Cloud .
Viite:
NASA:n aurinkokunnan tutkimus: Kuiperin vyöhyke ja Oort-pilvi