Облако Оорта

Размеры нашей солнечной системы простираются далеко за пределы внешних планет. Нептун - самая удаленная из известных планет от Солнца на расстоянии 2,8 миллиарда миль (4,5 миллиарда километров), однако он находится далеко от границы Солнечной системы. Самой удаленной от Солнца областью является Облако Оорта, оболочка из комет и планетарных обломков, отделяющая солнечную систему от того, что лежит за ее пределами. Облако Оорта находится так далеко от солнца, что нет смысла использовать типичные формы измерения, такие как мили или километры. Вместо этого, для простоты, будут использоваться астрономические единицы. Одна астрономическая единица (AU) - это расстояние между Землей и Солнцем, примерно 93 миллиона миль (150 миллионов километров). Облако Оорта начинается примерно в 2000 а.е. от солнца и простирается на расстояние 100 000 а.е. Для справки, Плутон обращается вокруг Солнца со скоростью примерно 50 а.е. Чтобы получить представление о том, насколько далеко находится облако Оорта, космический корабль "Вояджер-1" в настоящее время является самым удаленным от Земли объектом, созданным Человеком, и проходит примерно миллион миль в день. При его нынешней скорости "Вояджеру-1" потребовалось бы примерно 300 лет, чтобы достичь облака Оорта, и еще 30 000 лет, чтобы достичь его края. Даже если бы вы путешествовали со скоростью света, вам потребовалось бы около месяца, чтобы достичь Облака Оорта, и более года, чтобы достичь его края.

История открытия

Поскольку солнце и все планеты находятся внутри Облака Оорта, наблюдать его непосредственно невозможно. Единственный способ физически увидеть Облако Оорта - это покинуть солнечную систему и наблюдать за ним извне. Учитывая, как далеко простирается Облако Оорта, в настоящее время это невозможно сделать, поэтому астрономы полагаются на другие методы определения его существования. Существование облака Оорта было впервые высказано в начале 20-го века после наблюдения орбитального пути некоторых комет. Кометы в основном состоят из льда, и иногда они оказываются во внутренней части солнечной системы, где их можно увидеть с Земли. Кометы обычно имеют предсказуемые орбиты, которые возвращают их к солнцу через определенные промежутки времени. Существует два типа комет: короткопериодические и долгопериодические. Короткопериодические кометы часто совершают один оборот вокруг Солнца за сто лет или меньше, в то время как долгопериодическим кометам может потребоваться тысячи лет, чтобы совершить один оборот. Орбитальный путь большинства комет также сильно эллиптический, что означает, что они проходят огромные расстояния от внешняя солнечная система - внутренней солнечной системе. Существование Облака Оорта было впервые предложено в качестве объяснения долгопериодических комет. В 1932 году астроном Эрнст Эпик предсказал, что долгопериодические кометы возникают в обширном облаке комет в дальних внешних областях Солнечной системы. В 1950 году астроном Ян Оорт заявил, что, поскольку орбиты комет нестабильны, каждая комета в конечном итоге столкнется с солнцем или будет выброшена из солнечной системы гравитационным притяжением планеты.

Более того, поскольку каждая комета неоднократно посещает внутреннюю часть солнечной системы, они постепенно разрушаются под воздействием солнечного тепла. Оорт утверждал, что, учитывая эту информацию, кометы не могли сформироваться на своих нынешних орбитах. Вместо этого, утверждал он, каждая комета возникает во внешней оболочке из обломков, которая окружает солнечную систему. Учитывая предсказания Оорта, неудивительно, что эта внешняя оболочка комет была названа Облаком Оорта.

Эволюция облака Оорта

Облако Оорта начало формироваться вскоре после рождения солнца. Как и все планеты, Облако Оорта образовалось из протопланетного диска, окружавшего молодое солнце. Однако маловероятно, что Облако Оорта сформируется на его нынешнем расстоянии от солнца. Вместо этого в районе газовых гигантов образовалось Облако Оорта. Гравитационное притяжение газовых гигантов привело бы к тому, что орбиты планетарных обломков стали бы нестабильными и сильно эллиптическими, в результате чего большая их часть была бы выброшена в дальние внешние области Солнечной системы. Для облака Оорта, чтобы найти находясь на стабильной орбите далеко от Солнца, гравитационное притяжение других близлежащих звезд, вероятно, сыграло свою роль. Возможно, сегодня солнце одиноко, а ближайшая звезда находится на расстоянии более четырех световых лет, но это было не так, когда солнце только сформировалось. Солнце, вероятно, было одной из многих звезд, появившихся из того же водородного облака, и гравитационное притяжение других звезд, вероятно, сыграло значительную роль в формировании Облака Оорта. На самом деле считается, что около 50% Облака Оорта состоит из материала, образовавшегося вокруг других звезд. Модели формирования облака Оорта предполагают, что его масса достигла пика примерно через 800 миллионов лет после образования Солнца. В это время процесс аккреции и формирования планет начал заканчиваться, и, таким образом, скорость истощения превысила скорость образования в Облаке Оорта.

Состав и структура облака Оорта

Облако Оорта можно рассматривать как большую материальную сферу, которая по своей форме окружает солнечную систему. Облако Оорта разделено на две части: внешнюю и внутреннюю. Внешнее облако Оорта имеет сферическую форму, в то время как внутреннее Облако Оорта имеет форму бублика (тора). Внутреннее облако Оорта простирается примерно на 50 000 а.е., в то время как внешнее облако Оорта простирается на расстояние 100 000 а.е. Гравитация солнца слабо связывает внешнее облако Оорта, и со временем оно теряет материал в окружающем пространстве. В течение миллиардов лет внешнее Облако Оорта перестанет существовать.

Интересно, что существование внутреннего Облака Оорта объясняет, почему внешнее облако Оорта все еще существует. Внутреннее облако Оорта снабжает внешние регионы большим количеством комет и планетарного материала. Внутреннее облако Оорта содержит гораздо больше материала, чем внешние области. На самом деле астрономы предсказывают, что в целом Облако Оорта содержит триллионы объектов. При таком количестве комет вы можете подумать, что Облако Оорта массивно, но его масса, вероятно, всего в пять раз больше массы Земли.

Состав облака Оорта определяется путем изучения состава комет, проходящих вблизи Земли. Большинство наблюдаемых комет состоят в основном из водяного льда, метана, этана, монооксида углерода и цианистого водорода. Однако некоторые кометы имеют состав, сходный с составом астероидов, обнаруженных в Поясе астероидов, что позволяет предположить, что не каждая комета в облаке Оорта состоит в основном из льда.

Как кометы пересекают Солнечную систему

Как кометы, находящиеся так далеко, находят свой путь во внутреннюю часть Солнечной системы? Кометы, вращающиеся в дальнем внешнем облаке Оорта, находятся так далеко, что гравитационное притяжение Солнца и планет ничтожно мало, и они вряд ли приведут к тому, что какие-либо кометы устремятся к солнцу. Вместо объектов в пределах нашей солнечной системы, нарушающих орбиты комет, более вероятно, что другие близлежащие звезды заставляют кометы в Облаке Оорта двигаться к внутренней части Солнечной системы. Каждая звезда в галактике Млечный Путь находится в постоянном движении, включая солнце. Иногда звезды могут проходить очень близко друг к другу, и когда это происходит, орбиты некоторых объектов могут быть изменены. В случае нашей солнечной системы вполне возможно, что в далеком прошлом другая звездная система прошла через Облако Оорта и нарушила орбитальные траектории некоторых комет, отправив их по траектории во внутреннюю солнечную систему.

Условия

Это интересно:

Спутник Нептуна Тритон

Нептун

Проксима Центавра b