Tūkstančius metų astronomai stebėjo, kaip kometos keliauja arti Žemės ir apšviečia naktinį dangų. Laikui bėgant šie pastebėjimai sukėlė nemažai paradoksų. Pavyzdžiui, iš kur atsirado šios kometos? Ir jei jų paviršiaus medžiaga garuoja artėjant prie Saulės (taip suformuodami garsiuosius halus), jos turi susidaryti toliau, ten, kur jie būtų egzistavę didžiąją savo gyvenimo trukmę.
Laikui bėgant, šie stebėjimai lėmė teoriją, kad toli už Saulės ir planetų yra didelis ledinės medžiagos ir uolienų debesis, iš kur kyla dauguma šių kometų. Šis debesies, kuris yra žinomas kaip Oorto debesis (po jo pagrindinio teorinio įkūrėjo), egzistavimas išlieka neįrodytas. Tačiau iš daugelio trumpalaikių ir ilgalaikių kometų, kurios, kaip manoma, atsirado iš ten, astronomai daug sužinojo apie jos struktūrą ir sudėtį.
Apibrėžimas:
„Oorto debesis“ yra teorinis sferinis debesis, sudarytas iš apledėjusių plokštuminių modelių, kuris, kaip manoma, supa Saulę maždaug 100 000 AU (2 lygų) atstumu. Tai išdėstoma tarpžvaigždinėje erdvėje už Saulės Heliosferos, kur ji apibrėžia kosmologinę ribą tarp Saulės sistemos ir Saulės gravitacinio dominavimo regiono.
Kaip ir Kuiperio juosta bei išsibarstęs diskas, Oorto debesis yra trans-Neptūno objektų rezervuaras, nors jis yra tūkstančius kartų labiau nutolęs nuo mūsų saulės, kaip ir šie du kiti. Apledėjusio begalybės mėgėjų debesies idėją pirmą kartą pasiūlė 1932 m. Estijos astronomas Ernstas Öpikas, kuris postuliavo, kad ilgo laikotarpio kometos atsirado orbitoje esančiame debesyje, esančiame atokiausiame Saulės sistemos krašte.
1950 m. Šią mintį atnaujino Janas Oortas, kuris savarankiškai hipotezė jos egzistavimą, kad paaiškintų ilgalaikių kometų elgesį. Nors tai dar nebuvo įrodyta tiesioginiu stebėjimu, Oorto debesies egzistavimas yra plačiai pripažintas mokslo bendruomenėje.
Struktūra ir sudėtis:
Manoma, kad Oorto debesis driekiasi nuo 2 000 iki 5 000 AU (0,03 ir 0,08 lio) iki 50 000 AU (0,79 lio) nuo saulės, nors kai kuriais skaičiavimais išorinis kraštas yra 100 000 ir 200 000 AU (1,58 3,16 ly). Manoma, kad debesį sudaro du regionai - sferinis išorinis Oorto debesis, kurio dydis yra 20 000–50 000 AU (0,32 - 0,79 ly), ir disko formos vidinis „Oort“ (arba Hills) debesis, kurio plotas yra 2000 - 20 000 AU (0,03–0,32 ly). .
Išoriniame Oorto debesyje gali būti trilijonai objektų, didesnių nei 1 km (0,62 mi), ir milijardai, kurių skersmuo yra 20 kilometrų (12 mi). Bendra jo masė nėra žinoma, tačiau - darant prielaidą, kad Halley kometa yra tipiškas išorinių Oorto debesies objektų atvaizdas - jos bendra masė yra maždaug 3 × 1025 kilogramų (6,6 × 1025 svarų), arba penkios Žemės.
Remiantis praeities kometų analize, didžiąją dalį „Oort Cloud“ objektų sudaro ledo lakieji lakūnai - vanduo, metanas, etanas, anglies monoksidas, vandenilio cianidas ir amoniakas. Asteroidų, kurie, kaip manoma, kilę iš Oorto debesies, atsiradimas paskatino ir teorinius tyrimus, kurie rodo, kad populiaciją sudaro 1–2% asteroidų.
Ankstesni skaičiavimai priskyrė jos masę 380 žemės masių, tačiau geresnės žinios apie ilgalaikio kometų dydžio pasiskirstymą lėmė mažesnius įverčius. Tuo tarpu vidinio Oorto debesies masė dar nebuvo apibūdinta. Ir Kuiperio juostos, ir Oorto debesies turinys yra žinomas kaip Trans-Neptūno objektai (TNO), nes abiejų regionų objektų orbitos yra toliau nuo Saulės nei Neptūno orbita.
Kilmė:
Manoma, kad Oorto debesis yra originalaus protoplanetinio disko, susidariusio aplink Saulę maždaug prieš 4,6 milijardo metų, liekana. Plačiausiai priimta hipotezė yra tai, kad Oorto debesies objektai iš pradžių susiliejo daug arčiau Saulės, kaip to paties proceso, kuris sudarė planetas ir antraeiles planetas, dalis, tačiau gravitacinė sąveika su jaunais dujų milžinais, tokiais kaip Jupiteris, išstūmė juos į ypač ilgas elipses ar parabolinės orbitos.
Naujausi NASA tyrimai rodo, kad daugybė Oorto debesų objektų yra medžiagų apsikeitimo tarp Saulės ir jos brolių ir seserų žvaigždžių rezultatas, kai jos susiformuoja ir dreifuoja. Taip pat siūloma, kad daugelis - galbūt didžioji dalis - Oorto debesų objektų nebūtų suformuoti arti saulės.
Alessandro Morbidelli iš Cote d’Azur observatorijos atliko Oorto debesies evoliucijos modeliavimą nuo Saulės sistemos pradžios iki šių dienų. Šie modeliavimai rodo, kad gravitacinė sąveika su šalia esančiomis žvaigždėmis ir galaktikos potvyniais pakeitė kometos orbitas, kad jos būtų labiau apskritos. Tai yra paaiškinimas, kodėl išorinis Oorto debesis yra beveik rutulio formos, tuo tarpu Hills debesis, labiau susietas su Saule, neįgavo sferinės formos.
Naujausi tyrimai parodė, kad Oorto debesies susidarymas iš esmės suderinamas su hipoteze, kad Saulės sistema susiformavo kaip įterptojo 200–400 žvaigždžių spiečiaus dalis. Šios ankstyvosios žvaigždės greičiausiai turėjo įtakos debesies formavimuisi, nes artimų žvaigždžių pravažiavimų skaičius klasteryje buvo daug didesnis nei šiandien, todėl daug dažniau pasipiktino.
Kometa:
Manoma, kad kometos Saulės sistemoje turi dvi ištakas. Jie prasideda kaip begalybės simboliai Oorto debesyje ir tada tampa kometomis, kai artėjančios žvaigždės kai kuriuos iš jų išmuša iš savo orbitos, išsiųsdamos į ilgalaikę orbitą, kuri paima juos į vidinę saulės sistemą ir vėl išeina.
Trumpalaikių kometų orbitos siekia iki dviejų šimtų metų, tuo tarpu ilgalaikių kometų orbitos gali tęstis tūkstančius metų. Manoma, kad trumpalaikės kometos atsirado iš Kuiperio juostos arba išmėtyto disko, tačiau priimta hipotezė, kad ilgo laikotarpio kometos yra kilusios iš Oorto debesies. Tačiau yra keletas šios taisyklės išimčių.
Pavyzdžiui, yra dvi pagrindinės trumpalaikio kometo veislės: Jupiterio šeimos kometos ir Halley šeimos kometos. Halley šeimos kometos, pavadintos dėl savo prototipo (Halley’s Comet), yra neįprastos tuo, kad nors jos yra trumpalaikės, manoma, kad jos atsirado iš Oorto debesies. Remiantis jų orbitomis, siūloma, kad jos kažkada buvo ilgalaikės kometos, kurias pagavo dujų milžino sunkumas ir kurios buvo išsiųstos į vidinę Saulės sistemą.
Tyrinėjimas:
Kadangi Oorto debesis yra kiek toliau nei Kuiperio juosta, regionas liko neištirtas ir beveik be dokumentų. Kosminiai zondai dar nepasiekė Oorto debesies srities, ir „Voyager 1“ - greičiausias ir toliausias iš tarpplanetinių kosminių zondų, šiuo metu išeinančių iš Saulės sistemos - greičiausiai nepateiks jokios informacijos apie tai.
Esant dabartiniam greičiui, „Voyager 1“ pasieks Oorto debesį maždaug per 300 metų, o pro jį praeiti reikės maždaug 30 000 metų. Tačiau maždaug iki 2025 m. Zondo radioizotopiniai termoelektriniai generatoriai nebebus tiekiami pakankamai energijos, kad veiktų jo moksliniai prietaisai. Kiti keturi zondai, bėgantys nuo Saulės sistemos - „Voyager 2“, „Pioneer 10“ ir 11, ir Nauji horizontai - jie taip pat bus nefunkciniai, kai jie pasieks Oorto debesį.
Tirti Oorto debesis kelia daugybę sunkumų, kurių dauguma kyla iš to, kad jis yra neįtikėtinai nutolęs nuo Žemės. Iki to laiko, kai robotas zondas iš tikrųjų galėtų jį pasiekti ir nuoširdžiai pradėti tyrinėti vietovę, štai Žemėje bus praėję šimtmečiai. Ne tik tie, kurie ją pirmiausia išsiuntė, bus seniai mirę, bet greičiausiai žmonija per tą laiką bus išradusi žymiai sudėtingesnius zondus ar net įgulą.
Vis dėlto tyrimus galima (ir yra) atlikti ištyrus kometas, kurios periodiškai išsibarsto, ir tolimojo laikotarpio observatorijos per artimiausius metus greičiausiai padarys keletą įdomių atradimų iš šio kosminio regiono. Tai didelis debesis. Kas žino, ką galime ten paslėpti?
Mes turime daug įdomių straipsnių apie „Oort“ debesies ir saulės sistemą „Space“ žurnale. Štai straipsnis apie tai, kokia yra Saulės sistema ir kokia yra Saulės sistemos skersmuo. Štai čia viskas, ką jums reikia žinoti apie Halley kometa ir už Plutono ribų.
Taip pat galbūt norėsite sužinoti šį NASA straipsnį apie Oorto debesį ir Mičigano universiteto straipsnį apie kometų kilmę.
Nepamirškite pažvelgti į transliaciją iš „Astronomy Cast“. 64 epizodas: Plutonas ir ledinė išorinė saulės sistema ir 292 epizodas: Oorto debesis.
Nuoroda:
NASA Saulės sistemos tyrinėjimai: Kuiperio juostos ir Oorto debesys
