Tūkstošiem gadu astronomi ir vērojuši, kā komētas ceļo tuvu Zemei un izgaismo naksnīgās debesis. Laika gaitā šie novērojumi noveda pie vairākiem paradoksiem. Piemēram, no kurienes nāca šīs komētas? Un, ja to virsmas materiāls iztvaiko, tuvojoties Saulei (tādējādi veidojot savus slavenos oreolus), tiem jāveidojas tālāk, kur tie tur būtu pastāvējuši lielāko mūža daļu.
Ar laiku šie novērojumi noveda pie teorijas, ka tālu aiz Saules un planētām eksistē liels ledus materiāla un iežu mākonis, no kurienes nāk lielākā daļa šo komētu. Šī mākoņa pastāvēšana, kas ir pazīstama kā Oort Cloud (pēc tā galvenā teorētiskā dibinātāja), joprojām nav pierādīta. Bet no daudzajām īstermiņa un ilgtermiņa komētām, kuras, domājams, ir nākušas no turienes, astronomi ir daudz uzzinājuši par to struktūru un sastāvu.
Definīcija:
Ortas mākonis ir teorētisks sfērisks pārsvarā ledainu planētu mākonis, kas, domājams, ieskauj Sauli līdz aptuveni 100 000 AU (2 ly) attālumā. Tas novieto to starpzvaigžņu telpā, aiz Saules heliosfēras, kur tā nosaka kosmoloģisko robežu starp Saules sistēmu un Saules gravitācijas dominēšanas reģionu.
Kā Kūpera josta un Izkaisīts disks , Oort mākonis ir rezervuārs trans-Neptūna objekti , lai gan tas ir vairāk nekā tūkstošiem reižu tālāk no mūsu Saules nekā šīs pārējās divas. Ideju par ledainu bezgalīgi mazu skaitļu mākoni 1932. gadā pirmo reizi ierosināja igauņu astronoms Ernsts Öpiks, kurš postulēja, ka ilgstošas komētas radušās orbītā mākonī Saules sistēmas tālākajā malā.
1950. gadā šo koncepciju atjaunoja Jans Orts, kurš neatkarīgi izvirzīja hipotēzi par tā esamību, lai izskaidrotu ilgtermiņa komētu uzvedību. Lai gan tas vēl nav pierādīts ar tiešu novērojumu palīdzību, zinātnieku aprindās Oort Cloud esamība ir plaši atzīta.
Struktūra un sastāvs:
Tiek uzskatīts, ka Ortas mākonis atrodas no 2000 līdz 5000 AU (0,03 un 0,08 ly) līdz pat 50 000 AU (0,79 ly) no Saules, lai gan daži aprēķini liecina, ka ārējā mala atrodas līdz 100 000 un 200,58 un 100,58 AU 3,16 ly). Tiek uzskatīts, ka mākonis sastāv no diviem reģioniem – sfēriska ārējā Orta mākoņa 20 000–50 000 AU (0,32–0,79 ly) un diska formas iekšējā Oorta (vai Hills) mākoņa 2000–20 000 AU (0,32 ly) .
Ārējā Ortas mākonī var būt triljoniem objektu, kas ir lielāki par 1 km (0,62 jūdzes), un miljardiem objektu, kuru diametrs ir 20 kilometri (12 jūdzes). Tās kopējā masa nav zināma, taču, pieņemot, ka Halija komēta ir tipisks ārējo Ortas mākoņa objektu attēlojums, tās kopējā masa ir aptuveni 3 × 1025kilogrami (6,6 × 1025mārciņas) jeb piecas Zemes.
Pamatojoties uz pagātnes komētu analīzi, lielākā daļa Oort Cloud objektu sastāv no ledus gaistošām vielām, piemēram, ūdens, metāna, etāna, oglekļa monoksīda, ūdeņraža cianīda un amonjaka. Asteroīdu parādīšanās, kas, domājams, ir cēlušies no Ortas mākoņa, ir arī pamudinājusi veikt teorētiskus pētījumus, kas liecina, ka populācija sastāv no 1–2% asteroīdu.
Iepriekšējie aprēķini lika tā masu līdz 380 Zemes masām, taču uzlabotas zināšanas par ilgtermiņa komētu izmēru sadalījumu ir novedušas pie zemākām aplēsēm. Tikmēr iekšējā Ortas mākoņa masa vēl nav raksturota. Gan Kuipera jostas, gan Orta mākoņa saturs ir pazīstams kā Trans-Neptūna objekti (TNO), jo abu reģionu objektiem ir orbītas, kas atrodas tālāk no Saules nekā Neptūna orbīta.
Tiek uzskatīts, ka komētu josta, ko sauc par Oort Cloud, apņem Saules sistēmu (attēla kredīts: NASA/JPL).
Izcelsme:
Tiek uzskatīts, ka Oort mākonis ir oriģināla paliekas protoplanetārais disks kas izveidojās ap Sauli pirms aptuveni 4,6 miljardiem gadu. Visplašāk pieņemtā hipotēze ir tāda, ka Orta mākoņa objekti sākotnēji saplūda daudz tuvāk Saulei tā paša procesa ietvaros, kas veidoja planētas un mazās planētas, taču gravitācijas mijiedarbība ar jauniem gāzes milžiem, piemēram, Jupiteru, izmeta tos ārkārtīgi garās eliptiskās vai paraboliskās orbītas.
Jaunākie NASA pētījumi liecina, ka liels skaits Orta mākoņu objektu ir Saules un tās brāļu un māsu zvaigznes materiālu apmaiņas produkts, tiem veidojoties un attālinoties. Tiek arī ierosināts, ka daudzi – iespējams, lielākā daļa – Ortas mākoņu objektu nav veidojušies tiešā Saules tuvumā.
Alesandro Morbidelli Azūra krasta observatorija ir veikusi Oorta mākoņa evolūcijas simulācijas no Saules sistēmas pirmsākumiem līdz mūsdienām. Šīs simulācijas liecina, ka gravitācijas mijiedarbība ar tuvējām zvaigznēm un galaktikas plūdmaiņām mainīja komētu orbītas, padarot tās apļveida. Tas tiek piedāvāts kā skaidrojums, kāpēc ārējam Ortas mākonim ir gandrīz sfēriska forma, savukārt Hills mākonim, kas ir ciešāk saistīts ar Sauli, nav ieguvis sfērisku formu.
Saules sistēmas un tās Oort mākoņa salīdzinājums. Pirms 70 000 gadiem Šolca zvaigzne un pavadonis gāja gar mūsu Saules sistēmas ārējām robežām. Pateicība: NASA, Michael Osadciw/Ročesteras Universitāte
Jaunākie pētījumi ir parādījuši, ka Orta mākoņa veidošanās kopumā ir saderīga ar hipotēzi, ka Saules sistēma veidojās kā daļa no iegultas 200–400 zvaigžņu kopas. Šīs agrīnās zvaigznes, iespējams, spēlēja lomu mākoņa veidošanā, jo tuvu zvaigžņu eju skaits klasterī bija daudz lielāks nekā šodien, izraisot daudz biežākas traucējumus.
Komētas:
Tiek uzskatīts, ka komētām Saules sistēmā ir divi izcelsmes punkti. Tās sākas kā bezgalīgi mazi mazuļi Ortas mākonī un pēc tam kļūst par komētām, kad garām ejošas zvaigznes dažas no tām izsit no orbītām, nosūtot tās uz ilgtermiņa orbītu, kas tās ieved iekšējā Saules sistēmā un atkal ārā.
Īsa perioda komētu orbītas ilgst līdz divsimt gadiem, savukārt ilgstošas komētas var ilgt tūkstošiem gadu. Lai gan tiek uzskatīts, ka īstermiņa komētas ir izcēlušās no Kuipera jostas vai izkliedētā diska, pieņemtā hipotēze ir tāda, ka ilgtermiņa komētas izcelsme ir Ortas mākonī. Tomēr šim noteikumam ir daži izņēmumi.
Piemēram, ir divas galvenās īstermiņa komētas šķirnes: Jupitera dzimtas komētas un Halija dzimtas komētas. Halley ģimenes komētas, kas nosauktas pēc to prototipa ( Halija komēta ) ir neparasti, jo, lai gan tie ir īsi, tiek uzskatīts, ka tie ir cēlušies no Ortas mākoņa. Pamatojoties uz to orbītām, tiek uzskatīts, ka tās kādreiz bija ilgstošas komētas, kuras satvēra gāzes giganta gravitācija un nosūtīja uz iekšējo Saules sistēmu.
Komētas evolūcija, kad tā riņķo ap sauli. Pateicība: Atmosfēras un kosmosa zinātņu laboratorija/NASA
Izpēte:
Tā kā Ortas mākonis atrodas daudz tālāk nekā Kuipera josla, reģions palika neizpētīts un lielākoties nedokumentēts. Kosmosa zondēm vēl ir jāsasniedz Ortas mākoņa zona, un Ceļošana 1 – ātrākā un tālākā starpplanētu kosmosa zonde, kas šobrīd iziet no Saules sistēmas –, visticamāk, nesniegs nekādu informāciju par to.
Pašreizējā ātrumā,Ceļošana 1Ortas mākoni sasniegs aptuveni 300 gadu laikā, un, lai to izietu cauri, būs nepieciešami aptuveni 30 000 gadu. Tomēr līdz aptuveni 2025. gadam zondes radioizotopu termoelektriskie ģeneratori vairs nesniegs pietiekami daudz enerģijas, lai darbinātu nevienu no tās zinātniskajiem instrumentiem..Pārējās četras zondes, kas pašlaik izbēg no Saules sistēmas - Ceļošana 2 , Pionieris 10 un vienpadsmit ,un New Horizons – būs arī nefunkcionāli, kad tie sasniegs Oort mākoni.
Ortas mākoņa izpēte rada daudzas grūtības, no kurām lielākā daļa rodas tāpēc, ka tas atrodas neticami tālu no Zemes. Līdz brīdim, kad robotizētā zonde to patiešām spēs sasniegt un sākt nopietni izpētīt apgabalu, šeit uz Zemes būs pagājuši gadsimti. Ne tikai tie, kas to bija izsūtījuši, jau sen būtu miruši, bet cilvēce, visticamāk, pa to laiku būs izgudrojusi daudz sarežģītākas zondes vai pat pilotējamus kuģus.
Tomēr pētījumus var (un tiek) veikt, pārbaudot komētas, kuras tā periodiski izspļauj, un liela attāluma observatorijas, visticamāk, turpmākajos gados veiks dažus interesantus atklājumus no šī kosmosa reģiona. Tas ir liels mākonis. Kas zina, ko mēs tur varētu atrast?
Mums ir daudz interesantu rakstu par Oort Cloud un Saules sistēmu Universe Today. Šeit ir raksts par cik liela Saules sistēma ir, un viens uz Saules sistēmas diametrs . Un šeit ir viss, kas jums jāzina Halija komēta un Aiz Pluta vai.
Iespējams, vēlēsities arī apskatīt šo rakstu no NASA uz Ortas mākoņa un viens no Mičiganas Universitātes komētu izcelsme .
Neaizmirstiet apskatīt podcast no Astronomy Cast. 64. sērija: Plutons un ledainā ārējā Saules sistēma un 292. sērija: Oortas mākonis .
Atsauce:
NASA Saules sistēmas izpēte: Kuipera josta un Ortas mākonis