Содержание
- Ничего не понял, давайте с начала!
- Кто такой Оорт и почему это облако называется в честь него?
- Из чего состоит это облако?
- И из чего состоят кометные ядра?
- Откуда появился такой огромный объект на краю системы?
- Говорят, что облако Оорта влияет на биосферу, это правда?
- А где именно оно находится? И почему оно так мало изучено?
- Есть примеры объектов, которые могут содержаться в этом облаке?
- Должно быть, есть искривления орбит комет, так ведь?
- Видео-обзор научных фактов
Ничего не понял, давайте с начала!
В начале 20 века перед учеными встал вопрос о том, почему кометы, несмотря на их весьма большое количество, так нестабильны и недолговечны. Парадоксальными казались их орбиты, высокий риск испарения или падения на горячий объект, а также риск быть выброшенными из Солнечной системы.
Кроме того, облако Оорта ограничивает гравитационную границу Солнечной системы — так называемую сферу Хилла, определяемую для Солнечной системы в 2 св. года.
Кто такой Оорт и почему это облако называется в честь него?
В 1950-х нидерландский физик Ян Оорт независимо от Эпика выдвинул такую же гипотезу, с целью разрешить парадокс долгопериодических комет.
Оорт высказал предположение, согласно которому пик распределения афелиев у долгопериодических комет приходится на ≈ 20 000 а. е. (3 трлн км), а такое расстояние как раз предполагает облако комет со сферическим, равномерным их распределением по площади облака.
Кометы с относительно малой периодичностью 10 000 а. е (1.5 трлн км) имеют более сжатые орбиты из-за того, что гравитация окружающих их планет искажает их траекторию. Такие кометы пролетают Солнечную систему около 4-х раз.
Афелий — это такая точка орбиты, в которой объект максимально удален от Солнца.
Из чего состоит это облако?
Оно состоит из двух частей:
- Внешнего сферического компонента, в размерах от 20 000 до 50 000 и, согласно некоторым оценкам, до 100 000 ÷ 200 000 а. е. Согласно гипотезам, именно этот компонент является источником долгопериодических комет и, возможно, комет семейства Нептуна.
- Внутренней тороидальной части, которую еще называют облаком Хиллса, по размерам составляющей около 2000—5000 до 20 000 а. е.
Внутреннее облако содержит в десятки или сотни раз больше кометных ядер, чем во внутреннем.
Внешнее облако Оорта содержит около нескольких триллионов кометных ядер больше 1.3 км в диаметре. Среднее расстояние между кометами составляет примерно несколько десятков миллионов километров.
Предполагаемая масса внешней компоненты — около 3^25 килограмм, что в примерно 5 раз больше Земли. Ранее ученые полагали, что внешнее облако намного больше, вплоть до 380 земных масс, но современные данные дали сделать обратные выводы.
Масса тороидальной части, внутреннего облака, на данный момент неизвестна.
И из чего состоят кометные ядра?
Предполагается, что большая часть ядер состоит из льда, который в свою очередь содержит в себе воду, этан, циановодород, углекислый газ или метан. Когда в 1996 году в рамках проекта NEAT на Гавайях открыли астероид 1996 PW, это натолкнуло ученых на мысль о том, что облако содержит и скалистые объекты.
Откуда появился такой огромный объект на краю системы?
Согласно большинству гипотез, облако Эпика-Оорта образовалось из остаточного протопланетного диска, который когда-то витал вокруг Солнца (примерно 4.6 миллиарда лет назад).
Протопланетный диск — это диск с плотным газом, который располагается вокруг недавно рожденной звезды.
Ученые предполагают, что изначально облако Оорта формировалось примерно там же, где и остальные планеты, однако гравитационное взаимодействие с планетами-гигантами вроде Юпитера отбросило облако намного дальше назад.
Как показало компьютерное моделирование, максимум массы облака был достигнут примерно спустя 800 миллионов лет после окончательного формирования, так как темпы аккреции начали снижаться, а само облако истощаться быстрее, чем пополняться.
Судя по модели Хулио Анхеля Фернандеса, одним из компонентов облака Оорта мог быть рассеянный диск (область, состоящая преимущественно из кусков льда) и не исключено, что он до сих пор снабжает облако материалами для создания кометных ядер.
Результаты исследования спектра межзвёздной кометы C/2019 Q4 (Борисова) показывают, что кометы в других планетных системах могут образовываться в результате процессов, аналогичных тем, которые привели к образованию комет в облаке Оорта.
Сферическая форма облака объясняется тем, что гравитационное взаимодействие и приливные силы сделали орбиты комет круглее, а с ними и само облако.
Говорят, что облако Оорта влияет на биосферу, это правда?
Это лишь одно из мнений, принадлежащее Лизе Рэндалл, астрофизику, работающей в области теории струн. Согласно её предположениям, периодичность массовых вымираний на Земле связана именно с влиянием облака Эпика-Оорта.
А где именно оно находится? И почему оно так мало изучено?
Теоретически, оно находится на расстоянии одного светового года от Солнца, однако важно помнить, что это гипотетический объект и о его существовании мы можем судить лишь косвенно.
Есть примеры объектов, которые могут содержаться в этом облаке?
Согласно наблюдениям, это могут быть кометы Седна, 2000 CR105, 2006 SQ372, 2008 KV42 и 2012 VP113. Мы можем судить о их принадлежности к облаку только по их орбитам, которые, по идее, как раз проходят вблизи гипотетического облака.
Должно быть, есть искривления орбит комет, так ведь?
Да, они есть. К примеру, кометы Седны и 2000 CR105 имеют эллиптическую, а не как изначально должно было быть круговую форму.
Этому есть ряд простых объяснений:
- Их орбиты могли были быть нарушены еще неизвестным объектом облака Оорта, который сопоставим по размерам и массе с планетой.
- Возможно, они были захвачены Солнцем при прохождении через другие, более молодые звезды.
- Они, возможно, были рассеяны Нептуном во время периода особенно высокого отклонения от нормальной окружности.
- Возможно, орбиты и размеры перигелия у этих объектов «подняты» проходом соседней звезды (а точнее, влиянием её гравитации), в период, когда Солнце было всё ещё в изначальном звёздном скоплении, из которого оно впоследствии сформировалось.
- Они могли были быть рассеяны притяжением теоретически возможного массивного транснептунового диска на ранней эпохе.
Кстати говоря, гипотезы захвата и «поднятия» особенно хорошо согласуются с наблюдениями. Некоторые астрономы причисляют Седну и 2000 CR105 к объектам «расширенного рассеянного диска», а не к объектам облака Оорта, но сейчас это все еще открытый вопрос.
