Norul lui Oort

Norul lui Oort (uneori numit Norul Öpik–Oort),[1] descris pentru prima dată în 1950 de către astronomul olandez Jan Oort,[2] care a presupus existența unui nor de obiecte transneptuniene ce înconjoară Soarele la distanțe cuprinse între 2.000 și 200.000 au (0,03 până la 3,2 ani-lumină).[note 1][3] Este împărțit în două regiuni: un nor intern sub formă de disc (sau norul Hills) și un nor sferic exterior Oort. Ambele regiuni se află dincolo de heliosferă și în spațiul interstelar.[3][4]Centura Kuiper și discul împrăștiat, celelalte două rezervoare de obiecte transneptuniene, sunt situate la o distanță de aproximativ o sută de ori mai aproape de Soare decât se află norul Oort.

Distanța de la norul Oort până la interiorul Sistemului Solar și două dintre cele mai apropiate stele este măsurată în unități astronomice. Scara este logaritmică; fiecare distanță indicată este de zece ori mai departe decât distanța anterioară. Săgeata roșie indică locul sondei spațiale Voyager 1, care va ajunge la norul Oort peste aproximativ 300 de ani.
Reprezentare artistică despre norul Oort și centura Kuiper (inserție); dimensiunile obiectelor sunt supra-dimensionate pentru vizibilitate.

Limita exterioară a norului Oort definește limita cosmografică a Sistemului Solar și întinderea sferei Hill a Soarelui.[5] Norul exterior Oort este legat vag de Sistemul Solar și, astfel, este ușor afectat de atracția gravitațională atât a stelelor trecătoare, cât și a Căii Lactee în sine. Aceste forțe dislocă ocazional cometele de pe orbitele lor din interiorul norului și le trimit spre Sistemul Solar interior.[3] Pe baza orbitelor lor, majoritatea cometelor cu perioadă scurtă pot proveni de pe discul împrăștiat, însă unele ar putea fi originare din norul Oort.[3][6]

Astronomii presupun că materia care compune norul Oort s-a format mai aproape de Soare și a fost împrăștiată în spațiu de efectele gravitaționale ale planetelor uriașe la începutul evoluției Sistemului Solar.[3] Deși nu au fost făcute observații directe confirmate ale norului Oort, acesta ar putea fi sursa tuturor cometelor de perioadă lungă și de tip Halley care intră în Sistemul Solar interior și a multor centauri și comete de familie Jupiter.[6]

IpotezăModificare

Există două clase principale de comete: cometele de perioadă scurtă (numite și comete ecliptice) și cometele de perioadă lungă (numite și comete aproape izotrope). Cometele ecliptice au orbite relativ mici, sub 10 au, și urmează planul ecliptic, același plan în care se află planetele. Toate cometele de perioadă lungă au orbite foarte mari, de ordinul a mii de au și apar din orice direcție pe cer.[7]

Astronomul american A. O. Leuschner, în 1907, a spus că se crede că multe comete au orbite parabolice și, prin urmare, efectuează simple vizite în Sistemul Solar, însă de fapt aveau orbite eliptice și se întorceau după perioade foarte lungi.[8] În 1932 astronomul eston Ernst Öpik a afirmat că cometele de perioadă lungă își au originea într-un nor care orbitează la marginea exterioară a Sistemului Solar.[9] Astronomul olandez Jan Oort a reînviat în mod independent ideea în 1950 ca mijloc de a rezolva un paradox:[10]

  • Pe parcursul existenței Sistemului Solar, orbitele cometelor sunt instabile și, în cele din urmă, dinamica dictează faptul că o cometă trebuie fie să se ciocnească cu Soarele sau cu o planetă, fie să fie evacuată din Sistemul Solar de perturbații planetare.
  • În plus, fiind formate în cea mai mare parte din gheață și alte elemente volatile, acestea se desprind treptat din cauza radiațiilor electromagnetice până când cometa se desparte sau capătă o crustă izolatoare care împiedică degazarea.

Astfel, a argumentat Oort, o cometă nu s-ar fi putut forma pe orbita sa actuală și ar fi trebuit să fie ținută într-un depozit îndepărtat umplut cu aceste corpuri cerești, care în cele din urmă ajung în Sistemul Solar și devin comete cu perioadă lungă.[10][11][7] Oort a cercetat cometele aproape izotrope și a constatat că cele mai multe dintre ele aveau un afeliu (cea mai îndepărtată distanță de Soare) de aproximativ 20.000 au și păreau să provină din toate direcțiile, ceea ce i-a întărit ipoteza și a sugerat un depozit în formă sferică. Acele comete relativ rare, cu orbite de aproximativ 10.000 au, au trecut probabil prin una sau mai multe orbite prin Sistemul Solar și au avut orbitele atrase spre interior de gravitația planetelor.[7]

Structură și compozițieModificare

 
Distanța norului Oort de alte corpuri din Sistemul Solar.

Se crede că norul Oort se extinde de la 2.000-5.000 au (0,03-0,08 al)[7] până la 50.000 au (0,79 al)[3] de la Soare. Unele estimări plasează limita exterioară între 100.000 și 200.000 au (1,58 și 3,16 al).[7] Norul Oort poate fi împărțit în două regiuni: norul exterior Oort (între 20.000 au și 50.000 au), de formă sferică și norul interior Oort (între 2.000 au și 20.000 au), care are o formă toroidală. Norul exterior este legat doar slab de Soare și furnizează cometele de perioadă lungă (și, posibil, cele de tip Halley) către interiorul orbitei lui Neptun.[3] Norul interior Oort este de asemenea cunoscut sub numele de norul Hills, numit după Jack G. Hills, astronomul care i-a propus existența în 1981.[12] Modelele prezic că norul interior ar trebui să aibă de zeci sau sute de ori mai mulți nuclei cometari decât haloul exterior;[12][13][14] este privit ca o posibilă sursă de noi comete pentru aprovizionarea norului exterior, deoarece numărul acestora din urmă se epuizează treptat. Norul Hills explică existența continuă a norului Oort după miliarde de ani.[15]

Norul exterior Oort poate avea miliarde de obiecte mai mari de 1 km,[3] și miliarde cu o magnitudine absolută [16] mai strălucitoare decât 11 (corespunzând unui diametru de aproximativ 20 de kilometri). În ciuda unui număr atât de mare de corpuri, fiecare dintre ele separat s-ar afla la zeci de milioane de kilometri de cel mai apropiat corp..[6][17] Masa norului Oort nu este cunoscută, dar, dacă luăm cometa Halley ca prototip adecvat pentru cometele din norul exterior Oort, se estimează că masa norului exterior ar fi de 3×1025 kilograme, de aproximativ cinci ori mai mare decât Pământul.[3][18] Anterior, se credea că este mai masiv (până la 380 de mase terestre),[19] dar îmbunătățirea cunoștințelor cu privire la distribuția mărimii cometelor de perioadă lungă a condus la estimări mai mici. Nu au fost publicate estimări ale masei norului Oort interior.

Dacă cometele care au fost analizate sunt reprezentative pentru ansamblu, marea majoritate a obiectelor norului Oort ar fi alcătuite din gheață de apă, metan, etan, monoxid de carbon și acid cianhidric.[20] Cu toate acestea, descoperirea obiectului transneptunian PW 1996, care are o orbită tipică unei comete de perioadă durată, sugerează că norul este alcătuit și din 1-2% obiecte stâncoase (asteroizi).[21] Analiza izotopilor de carbon și azot relevă faptul că este o diferență mică între comete cu perioada lungă și cometele familiei Jupiter, în ciuda distanțelor enorme care îi separă. Acest lucru sugerează că ambele provin din norul protosolar original,[22] o concluzie susținută și de studii de dimensiune granulară în cometele norului Oort[23] și de studiul recent al impactului cometei Tempel 1.[24]

Vezi șiModificare

NoteModificare

  1. ^ Limita exterioară a norului Oort este dificil de definit, deoarece variază de-a lungul mileniilor, pe măsură ce diferite stele trec de Soare și, prin urmare, sunt supuse variației. Estimările distanței sale variază de la 50.000 la 200.000 au.

ReferințeModificare

  1. ^ Whipple, F. L.; Turner, G.; McDonnell, J. A. M.; Wallis, M. K. (). „A Review of Cometary Sciences”. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 323 (1572): 339–347 [341]. Bibcode:1987RSPTA.323..339W. doi:10.1098/rsta.1987.0090. 
  2. ^ Redd, Nola Taylor (). „Oort Cloud: The Outer Solar System's Icy Shell”. Space.com. Accesat în . 
  3. ^ a b c d e f g h i Alessandro Morbidelli (). „Origin and dynamical evolution of comets and their reservoirs of water ammonia and methane”. arXiv:astro-ph/0512256 . 
  4. ^ „Catalog Page for PIA17046”. Photo Journal. NASA. Accesat în . 
  5. ^ „Kuiper Belt & Oort Cloud”. NASA Solar System Exploration web site. NASA. Accesat în . 
  6. ^ a b c V. V. Emelyanenko; D. J. Asher; M. E. Bailey (). „The fundamental role of the Oort Cloud in determining the flux of comets through the planetary system”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 381 (2): 779–789. Bibcode:2007MNRAS.381..779E. doi:10.1111/j.1365-2966.2007.12269.x. 
  7. ^ a b c d e Harold F. Levison; Luke Donnes (). „Comet Populations and Cometary Dynamics”. În Lucy Ann Adams McFadden; Lucy-Ann Adams; Paul Robert Weissman; Torrence V. Johnson. Encyclopedia of the Solar System (ed. 2nd). Amsterdam; Boston: Academic Press. pp. 575–588. ISBN 978-0-12-088589-3. 
  8. ^ Ley, Willy (aprilie 1967). „The Orbits of the Comets”. For Your Information. Galaxy Science Fiction. Vol. 25 nr. 4. pp. 55–63. 
  9. ^ Ernst Julius Öpik (). „Note on Stellar Perturbations of Nearby Parabolic Orbits”. Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 67 (6): 169–182. doi:10.2307/20022899. JSTOR 20022899. 
  10. ^ a b Jan Oort (). „The structure of the cloud of comets surrounding the Solar System and a hypothesis concerning its origin”. Bulletin of the Astronomical Institutes of the Netherlands. 11: 91–110. Bibcode:1950BAN....11...91O. 
  11. ^ David C. Jewitt (). „From Kuiper Belt to Cometary Nucleus: The Missing Ultrared Matter” (PDF). Astronomical Journal. 123 (2): 1039–1049. Bibcode:2002AJ....123.1039J. doi:10.1086/338692. 
  12. ^ a b Jack G. Hills (). „Comet showers and the steady-state infall of comets from the Oort Cloud”. Astronomical Journal. 86: 1730–1740. Bibcode:1981AJ.....86.1730H. doi:10.1086/113058. 
  13. ^ Harold F. Levison; Luke Dones; Martin J. Duncan (). „The Origin of Halley-Type Comets: Probing the Inner Oort Cloud”. Astronomical Journal. 121 (4): 2253–2267. Bibcode:2001AJ....121.2253L. doi:10.1086/319943 . 
  14. ^ Thomas M. Donahue, ed. (). Planetary Sciences: American and Soviet Research, Proceedings from the U.S.–U.S.S.R. Workshop on Planetary Sciences. Kathleen Kearney Trivers, and David M. Abramson. National Academy Press. p. 251. doi:10.17226/1790. ISBN 978-0-309-04333-5. Accesat în . 
  15. ^ Julio A. Fernández (). „The Formation of the Oort Cloud and the Primitive Galactic Environment” (PDF). Icarus. 219 (1): 106–119. Bibcode:1997Icar..129..106F. doi:10.1006/icar.1997.5754. Accesat în . 
  16. ^ Absolute magnitude is a measure of how bright an object would be if it were 1 au from the Sun and Earth; as opposed to apparent magnitude, which measures how bright an object appears from Earth. Because all measurements of absolute magnitude assume the same distance, absolute magnitude is in effect a measurement of an object's brightness. The lower an object's absolute magnitude, the brighter it is.
  17. ^ Paul R. Weissman (). „The Oort Cloud”. Scientific American. Arhivat din original la . Accesat în . 
  18. ^ Paul R. Weissman (). „The mass of the Oort Cloud”. Astronomy and Astrophysics. 118 (1): 90–94. Bibcode:1983A&A...118...90W. 
  19. ^ Sebastian Buhai. „On the Origin of the Long Period Comets: Competing theories” (PDF). Utrecht University College. Arhivat din original (PDF) la . Accesat în . 
  20. ^ E. L. Gibb; M. J. Mumma; N. Dello Russo; M. A. DiSanti; K. Magee-Sauer (). „Methane in Oort Cloud comets”. Icarus. 165 (2): 391–406. Bibcode:2003Icar..165..391G. doi:10.1016/S0019-1035(03)00201-X. 
  21. ^ Paul R. Weissman; Harold F. Levison (). „Origin and Evolution of the Unusual Object 1996 PW: Asteroids from the Oort Cloud?”. Astrophysical Journal. 488 (2): L133–L136. Bibcode:1997ApJ...488L.133W. doi:10.1086/310940 . 
  22. ^ D. Hutsemekers; J. Manfroid; E. Jehin; C. Arpigny; A. Cochran; R. Schulz; J.A. Stüwe; J.M. Zucconi (). „Isotopic abundances of carbon and nitrogen in Jupiter-family and Oort Cloud comets”. Astronomy and Astrophysics. 440 (2): L21–L24. arXiv:astro-ph/0508033 . Bibcode:2005A&A...440L..21H. doi:10.1051/0004-6361:200500160. 
  23. ^ Takafumi Ootsubo; Jun-ichi Watanabe; Hideyo Kawakita; Mitsuhiko Honda; Reiko Furusho (). „Grain properties of Oort Cloud comets: Modeling the mineralogical composition of cometary dust from mid-infrared emission features”. Highlights in Planetary Science, 2nd General Assembly of Asia Oceania Geophysical Society. 55 (9): 1044–1049. Bibcode:2007P&SS...55.1044O. doi:10.1016/j.pss.2006.11.012. 
  24. ^ Michael J. Mumma; Michael A. DiSanti; Karen Magee-Sauer; et al. (). „Parent Volatiles in Comet 9P/Tempel 1: Before and After Impact” (PDF). Science Express. 310 (5746): 270–274. Bibcode:2005Sci...310..270M. doi:10.1126/science.1119337. PMID 16166477. 


Legături externeModificare