Облако Оорта — одно из самых странных мест в Солнечной системе, потому что его никогда не видели напрямую. Астрономы выводят его существование из траекторий долгопериодических комет — ледяных тел, которые проводят большую часть своей жизни в глубоком космосе и лишь изредка падают к Солнцу.
NASA описывает Облако Оорта как обширную, примерно сферическую оболочку, окружающую Солнце, планеты и пояс Койпера. Это не кольцо, как астероидный пояс, и не второй набор планет. Это удаленная популяция маленьких замерзших объектов, движущихся сквозь внешние пределы гравитационного влияния Солнца.
Где находится Облако Оорта?
Расстояния трудно вообразить. По оценкам NASA, внутренний край может лежать между 2000 и 5000 астрономических единиц от Солнца, тогда как внешний край способен простираться на расстояние от 10 000 до 100 000 а.е. Одна астрономическая единица — это среднее расстояние между Землей и Солнцем. Для сравнения: Плутон движется на расстоянии от примерно 30 до 50 а.е. от Солнца. «Вояджер-1» летит наружу со скоростью около полутора миллионов километров в день, однако NASA считает, что ему потребуется около 300 лет, чтобы достичь Облака Оорта, и, возможно, 30 000 лет, чтобы пройти сквозь его внешний край. Это оценки, а не расписание миссии: «Вояджер» не был спроектирован для изучения облака.
Почему ученые считают, что оно существует
Долгопериодические кометы прибывают со всех направлений, а не остаются вблизи той плоской плоскости, в которой вращается большинство планет. Их траектории указывают на источник, более сферический, чем пояс Койпера. Ян Оорт предложил такой резервуар в 1950 году, изучив орбиты комет, которые, по-видимому, совершали чрезвычайно длинные путешествия вокруг Солнца. Ведущая модель формирования начинается с того времени, когда планеты были молоды. Область вокруг новорожденного Солнца содержала бесчисленные ледяные планетезимали. Гравитационные встречи с планетами-гигантами, особенно с Юпитером, выбросили многие из них наружу. Некоторые вовсе покинули Солнечную систему, другие остались привязанными к Солнцу на огромных вытянутых орбитах. На таком расстоянии планеты уже не контролировали каждую деталь траектории объекта. Гравитация Млечного Пути и пролетающих звезд могла медленно переформировывать орбиты, оставляя рыхлое облако тел, окружающее Солнечную систему. Модель достаточно убедительна, чтобы объяснить кометные свидетельства, но точная структура облака остается неопределенной.
Как комета покидает облако?
Далекая комета может миллионы лет провести на холодной орбите, прежде чем гравитационный толчок изменит ее курс. Пролетающая звезда, совокупное притяжение Галактики или сдвиг во внешней Солнечной системе способны направить объект по траектории внутрь. Когда комета приближается к Солнцу, тепло начинает превращать поверхностный лед напрямую в газ. Пыль и газ уносятся прочь от ядра, создавая кому и хвост, которые делают объект видимым с Земли. Комета уже присутствовала в Облаке Оорта; солнечный свет просто превратил темное замерзшее тело в активного гостя. Многие долгопериодические кометы наблюдались лишь однажды в зафиксированной истории: некоторым требуются сотни тысяч лет, чтобы вернуться, другие, возможно, проходили через внутреннюю часть Солнечной системы до появления человека и не вернутся, пока не исчезнут наши потомки.
Почему мы не можем его сфотографировать
Индивидуальные объекты Облака Оорта малы, темны и невероятно далеки. Они отражают очень мало солнечного света, а их видимые позиции меняются медленно. Ни один телескоп не разрешил облако как структуру, и ни один космический аппарат не достиг его. Изображения, используемые в книгах и новостях, — это модели, основанные на орбитах комет и компьютерных симуляциях. Это не делает Облако Оорта воображаемым. Астрономия часто работает, комбинируя наблюдения с эффектами, которые эти объекты производят. Нептун был вычислен по тому, как его гравитация возмущала Уран, прежде чем кто-либо увидел планету. Облако Оорта — более сложный случай, потому что свидетельства происходят из тысяч возможных кометных историй, а не из одной-единственной близкой орбиты.
Граница, а не стена
Облако Оорта не отмечает резкий край, где Солнечная система внезапно заканчивается. Его объекты становятся слабее привязанными к Солнцу по мере увеличения расстояния, и Галактика постепенно делается более сильной частью их окружения. Облако правильнее понимать как широкий переход между планетным neighborhood Солнца и межзвездным пространством. Это делает его одновременно и резервуаром древнего материала, и записью раннего насилия Солнечной системы. Кометы, входящие в наше небо, несут лед и пыль из времени, когда планеты еще только формировались. Самого облака мы не видели, но его периодические гости позволяют нам изучать место, которое, возможно, является самой большой структурой, принадлежащей нашей Солнечной системе.
Источники: NASA.
Ваш комментарий