Τι είναι το σύννεφο Oort:η ίδια η άκρη του ηλιακού συστήματος

Κάθε σύστημα χρειάζεται ένα όριο, και το Ηλιακό Σύστημα δεν διαφέρει. Αν και δεν μπορέσαμε να το φτάσουμε και να το δούμε, έχουμε μια θεωρία για το πώς μοιάζει αυτό το άκρο. Και το όνομά του είναι το σύννεφο Oort.

Ρωτήστε οποιονδήποτε στο δρόμο που τελειώνει το Ηλιακό Σύστημα και είναι πιθανό να αναφέρει τον Πλούτωνα. Σε κάποιο βαθμό, δεν θα ήταν λάθος. Ο Πλούτωνας είναι πραγματικά ένας από τους πιο απομακρυσμένους πλανήτες / νάνους πλανήτες από τον Ήλιο. από τις αρχές του 2021, το πιο μακρινό αντικείμενο στο Ηλιακό Σύστημα είναι το Farfarout. Αλλά αν θέλουμε να το κάνουμε όλη την επιστήμη - και το κάνουμε - το Ηλιακό Σύστημα αναμφισβήτητα τελειώνει εκεί που η βαρυτική επιρροή του άστρου μας γίνεται πολύ αδύναμη για να συλλάβει και να κρατήσει αντικείμενα. Με άλλα λόγια, εκτείνεται σε όλο το χώρο όπου ο Ήλιος είναι η κυρίαρχη παλιρροιακή δύναμη (Smoluchowski, Torbett, 1984 ). Το τι ακριβώς αποτελεί το άκρο του Ηλιακού Συστήματος είναι ακόμα υπό συζήτηση, ωστόσο, και ορισμένες πηγές - συμπεριλαμβανομένης αυτής της ανάρτησης της NASA - θεωρούν το διάστημα πέρα ​​από την ηλιόσφαιρα ως «διαστρικό διάστημα».

Για τους σκοπούς αυτής της ανάρτησης, ωστόσο, θα πάρουμε τον όγκο όπου η βαρύτητα του Ήλιου κυριαρχεί ως το Ηλιακό Σύστημα. Το σημείο στο οποίο τελειώνει αυτή η επιρροή είναι πολύ, μακριά μακριά από τη Γη. Τόσο μακριά, στην πραγματικότητα, που ποτέ δεν μπορέσαμε να το δούμε πραγματικά και, ρεαλιστικά μιλώντας, δεν υπάρχει περίπτωση η ανθρωπότητα να φτάσει εκεί όσο κάποιος από εμάς που το διαβάζει είναι ακόμα ζωντανός. Αλλά έχουμε κάποιες θεωρίες σχετικά με το τι συμβαίνει εκεί έξω.

Τα όρια του Ηλιακού Συστήματος χαρακτηρίζονται από μια υποθετική δομή γνωστή ως σύννεφο Oort. Υπολογίζουμε ότι είναι μια πραγματικά τεράστια έκταση γεμάτη με ποικίλα σμήνη πάγου, από αναρίθμητα μικροσκοπικά κομμάτια μέχρι μερικά δισεκατομμύρια πλανητοειδείς με διάμετρο περίπου 20 χιλιομέτρων (12 μίλια). Πιθανότατα υπάρχουν μερικοί βραχώδεις ή μεταλλικοί αστεροειδείς εδώ, επίσης, αλλά όχι πολλοί σε αριθμό. Το υλικό στο σύννεφο του Oort πιθανότατα έλκονταν στην τρέχουσα θέση του μέσω της βαρυτικής επιρροής των γιγάντων αερίων - του Δία, του Κρόνου, του Ποσειδώνα και του Ουρανού - στις πρώτες ημέρες του Ηλιακού Συστήματος.

Συνολικά, είναι ένα από τα πιο συναρπαστικά μέρη που δεν έχει φτάσει ακόμη η ανθρωπότητα.

Τι είναι λοιπόν;

Αυτό που πρέπει να έχουμε κατά νου εδώ είναι ότι το σύννεφο Oort είναι μια υποθετική δομή. Δεν το έχουμε δει ακόμη, ούτε έχουμε καμία άμεση απόδειξη ότι είναι αληθινό. Αλλά η ύπαρξή του θα ταίριαζε με άλλα στοιχεία και φαινόμενα που βλέπουμε στο Ηλιακό Σύστημα, και ταιριάζει επίσης με τη θεωρητική μας κατανόηση του κόσμου γύρω μας.

Το σύννεφο Oort είναι ένα τεράστιο σώμα. Δεδομένου ότι είναι μια θεωρητική δομή, υπάρχει αρκετή αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις μας για το μέγεθός της. Ωστόσο, πιστεύουμε ότι εκτείνεται από περίπου 0,03 έως 0,08 έτη φωτός από τον Ήλιο, αν και άλλες εκτιμήσεις αναφέρουν ότι το εξωτερικό του όριο είναι 0,8 έτη φωτός από τον Ήλιο. Υπάρχουν επίσης εκτιμήσεις που το τοποθετούν μεταξύ 1,58 και 3,16 έτη φωτός μακριά από τον Ήλιο. Περιττό να πούμε ότι δεν γνωρίζουμε καλά πού ακριβώς βρίσκεται και πόσο μεγάλο είναι.

Ωστόσο, για να σας δώσουμε μια χονδρική ιδέα για τις αποστάσεις που εμπλέκονται, θα χρησιμοποιήσουμε το Voyager 1, το ταχύτερα ανιχνευτή που έχουμε στείλει ποτέ στο διάστημα, και αυτό που βρίσκεται αυτή τη στιγμή πιο μακριά από τη Γη. Στην τρέχουσα πορεία και επιτάχυνσή του, το Voyager 1 θα έφτανε στο σύννεφο Oort σε περίπου 300 χρόνια. θα χρειαζόταν περίπου 30.000 χρόνια για να περάσει μέσα από το σύννεφο (ανάλογα με τις πραγματικές του διαστάσεις).

Ωστόσο, μην ενθουσιάζεστε πολύ. Κανένας από τους διαστημικούς ανιχνευτές που έχει εκτοξεύσει η ανθρωπότητα μέχρι στιγμής δεν θα είναι ακόμα λειτουργικός μέχρι να φτάσουν στο σύννεφο Oort. Παρά το γεγονός ότι τροφοδοτούνται από RTG, έναν τύπο πυρηνικής μπαταρίας, όλα αυτά τα σκάφη θα εξαντληθούν από την ισχύ πολύ πριν φτάσουν στο νέφος του Oort.

Γιατί πιστεύουμε ότι είναι κάτι;

Η ιδέα του νέφους Oort προτάθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1930 από τον Εσθονό αστρονόμο Ernst Öpik. Η ιδέα εδραιώθηκε τη δεκαετία του 1950, όταν η ύπαρξή του προτάθηκε για δεύτερη φορά ανεξάρτητα από τον Jan Oort, έναν Ολλανδό αστρονόμο. Λόγω αυτής της διπλής προέλευσης, μερικές φορές αναφέρεται ως σύννεφο Öpik–Oort.

Η ύπαρξη αυτού του νέφους προτάθηκε κυρίως λόγω των κομητών - κομήτες μακράς περιόδου και τύπου Halley, για την ακρίβεια. Δεδομένου ότι οι κομήτες που έρχονται κοντά στον Ήλιο χάνουν μέρος του πτητικού τους περιεχομένου (για παράδειγμα νερό) υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας, η λογική υπαγορεύει ότι πρέπει να σχηματιστούν μακριά από το αστέρι. Ταυτόχρονα, οι βαρυτικές επιρροές θα τους έβλεπαν είτε να συγκρούονται με έναν πλανήτη ή ένα αστέρι είτε να εκτινάσσονται από το Ηλιακό Σύστημα τελικά - που σημαίνει ότι η «διάρκεια ζωής» τους είναι περιορισμένη. Δεδομένου ότι υπάρχουν ακόμα κομήτες που κινούνται με φερμουάρ γύρω από τον Ήλιο, αυτό σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει μια δεξαμενή κομητών που θα έλκεται προς το αστέρι μας.

Συνολικά, και τα δύο δείχνουν την ύπαρξη ενός σχηματισμού που μοιάζει με σύννεφο στην ίδια την άκρη της βαρυτικής επιρροής του Ήλιου που κατοικείται από σώματα που μοιάζουν με κομήτες - το σύννεφο του Oort.

Οι κομήτες μικρής περιόδου περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο κάθε μερικές εκατοντάδες χρόνια. Λόγω αυτού του σύντομου χρόνου, είναι γενικά αποδεκτό ότι προέρχονται από δομές πιο κοντά στη Γη, όπως η ζώνη Kuiper (ένα πεδίο αστεροειδών που εκτείνεται πέρα ​​από τον Ποσειδώνα). Οι κομήτες μακράς περιόδου, ωστόσο, μπορούν να έχουν τροχιές που διαρκούν χιλιάδες χρόνια. Η μόνη πηγή που θα μπορούσε να εξηγήσει τόσο τεράστια χρονικά διαστήματα είναι το σύννεφο Oort. Μια εξαίρεση σε αυτούς τους κανόνες είναι οι κομήτες τύπου Halley. Αν και είναι κομήτες μικρής περιόδου, πιστεύουμε ότι προέρχονται από το νέφος του Όορτ και ότι έχουν τραβηχτεί όλο και πιο κοντά στο κέντρο του Ηλιακού Συστήματος υπό τις βαρυτικές επιδράσεις του Ήλιου και των εσωτερικών πλανητών.

Τι κάνουμε για να το μελετήσουμε;

Το κύριο εμπόδιο για τη μελέτη του νέφους Oort είναι η απόσταση. Είναι απλά πολύ μακριά για να φτάσουν τα διαστημόπλοιά μας ή οι ανιχνευτές μας με οποιοδήποτε πρακτικό τρόπο. Επίσης, δεν έχουν υπάρξει άμεσες παρατηρήσεις του νέφους Oort.

Παρόλα αυτά, η ύπαρξή του είναι ευρέως αποδεκτή στους ακαδημαϊκούς κύκλους. Οι ερευνητές βασίζονται σε έμμεσες μεθόδους μελέτης για να εξετάσουν τα μυστικά του νέφους Oort. Αυτά περιστρέφονται σε μεγάλο βαθμό γύρω από τη μελέτη των κομητών και των ιδιοτήτων τους. Καταβάλλεται επίσης μεγάλη προσπάθεια για την ανάπτυξη συσκευών και μεθόδων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό μεμονωμένων σωμάτων μέσα στο σύννεφο Oort. Αυτό δεν είναι εύκολο κατόρθωμα, καθώς είναι πολύ μικροσκοπικά για τα κοσμολογικά πρότυπα και πολύ μακριά.

Όταν, ωστόσο, έχουμε τέτοια εργαλεία στη διάθεσή μας, οι αστρονόμοι θα είναι επιτέλους σε θέση να επιβεβαιώσουν εάν το σύννεφο Oort υπάρχει στην πραγματικότητα. Είναι πολύ πιθανό να συμβαίνει, και θα ταιριάζει με την τρέχουσα κατανόησή μας για το Σύμπαν. Αλλά μέχρι να το δούμε, δεν θα μπορούμε να το πούμε με βεβαιότητα.