Войти
Расстояние от облака Оорта до внутренней части Солнца Система и две ближайшие звезды измеряются в астрономических единицах. Масштаб: логарифмический ; каждое указанное расстояние в десять раз больше предыдущего. Красная стрелка указывает местоположение космического зонда "Вояджер-1", который достигнет облака Оорта примерно через 300 лет. 
Художник Облако Оорта и пояс Койпера (врезка); размеры объектов увеличены для видимости. Облако Оорта (), иногда называемое облаком Эпика – Оорта, впервые описанное в 1950 году голландским астрономом Яном Оортом, представляет собой теоретическое облако, состоящее преимущественно из синих планетезималей, которое предлагается окружать Солнце на расстоянии от 2000 до 200000 а.е. (от 0,03 до 3,2 световых лет ). Оно разделено на две области: дискообразное внутреннее облако Оорта (или облако Холмов ) и сферическое внешнее облако Оорта. Обе области лежат за пределами гелиосферы и в межзвездном пространстве. пояс Койпера и рассеянный диск, два других резервуара транснептуновых объектов, находятся на расстоянии менее одной тысячной от Солнца, чем облако Оорта..
Внешний предел облака Оорта определяет космографическую границу Солнечной системы и протяженность солнечной сферы Хилла. Внешнее облако Оорта лишь слабо связано с Солнечной системой и, таким образом, легко подвержено гравитационному притяжению как проходящих звезд, так и самого Млечного Пути. Эти силы иногда смещают кометы с их орбит внутри облака и отправляют их во внутреннюю часть Солнечной системы. Судя по их орбитам, большая часть короткопериодических комет может происходить из рассеянного диска, но некоторые из них все еще могут происходить из облака Оорта.
Астрономы предполагают, что материя, из которой состоит Оорта, Облако сформировалось ближе к Солнцу и было рассеяно далеко в космос под действием гравитационного воздействия планет-гигантов в начале эволюции Солнечной системы. Хотя никаких подтвержденных прямых наблюдений за облаком Оорта не проводилось, оно может быть источником всех долгопериодических и комет типа Галлея, входящих во внутренние области Солнечной системы, а также многих из них. кентавры и кометы семейства Юпитера.
Есть два основных класса комет: короткопериодические кометы (также называемые эклиптическими кометами) и долгопериодические кометы (также называемые почти изотропными кометами). Кометы эклиптики имеют относительно небольшие орбиты, менее 10 а.е., и следуют в плоскости эклиптики, той же плоскости, в которой лежат планеты. Все долгопериодические кометы имеют очень большие орбиты, порядка тысяч а.е., и появляются со всех сторон в небе.
A. О. Лейшнер в 1907 году предположил, что многие кометы, которые, как считалось, имеют параболические орбиты и, таким образом, совершающие однократные посещения Солнечной системы, на самом деле имеют эллиптические орбиты и возвращаются через очень долгие периоды времени. В 1932 году эстонский астроном Эрнст Эпик постулировал, что долгопериодические кометы возникли в орбитальном облаке на самом дальнем краю Солнечной системы. Голландский астроном Ян Оорт независимо возродил эту идею в 1950 году как средство разрешения парадокса:
Таким образом, рассуждал Оорт, комета не могла образоваться на своей текущей орбите и должна была удерживаться во внешнем резервуаре. почти за все время своего существования. Он отметил, что был пик числа долгопериодических комет с афелиями (их наибольшее расстояние от Солнца) примерно 20 000 а.е., что предполагает наличие на таком расстоянии резервуара со сферическим изотропным распределением. Эти относительно редкие кометы с орбитами около 10 000 а.е., вероятно, прошли одну или несколько орбит через Солнечную систему, и их орбиты были втянуты внутрь гравитацией планет.
Предполагаемое расстояние от облака Оорта до остальной части Солнечной системы Считается, что облако Оорта занимает обширное пространство от 2 000 до 5 000 а.е. (0,03 и 0,08 световых лет) до 50 000 а.е. (0,79 св. лет) от Солнца. По некоторым оценкам, внешняя граница находится в диапазоне от 100 000 до 200 000 а.е. (от 1,58 до 3,16 св. Лет). Область можно разделить на сферическое внешнее облако Оорта размером 20 000–50 000 ат. Ед. (0,32–0,79 св. Лет) и внутреннее облако Оорта в форме тора размером 2 000–20 000 ат. Ед. (0,0–0,3 св. Лет). Внешнее облако лишь слабо связано с Солнцем и поставляет долгопериодические (и, возможно, типа Галлея) кометы внутрь орбиты Нептуна. Внутреннее облако Оорта также известно как облако Холмов, названное в честь Джека Дж. Хиллса, который предположил его существование в 1981 году. Модели предсказывают, что внутреннее облако должно иметь в десятки или сотни раз больше кометных ядер, чем внешний нимб; это рассматривается как возможный источник новых комет для пополнения запасов разреженного внешнего облака, поскольку количество последних постепенно истощается. Облако Холмов объясняет продолжающееся существование облака Оорта спустя миллиарды лет.
Внешнее облако Оорта может содержать триллионы объектов размером более 1 км (0,62 мили) и миллиарды объектов с абсолютной величиной ярче 11 (соответствует примерно 20-километровому (12 миль) диаметру), когда соседние объекты находятся на расстоянии десятков миллионов километров друг от друга. Его общая масса неизвестна, но, если предположить, что комета Галлея является подходящим прототипом для комет во внешнем облаке Оорта, примерно общая масса составляет 3 × 10 кг (6,6 × 10 фунтов), или в пять раз больше. что Земли. Раньше считалось, что она более массивна (до 380 масс Земли), но улучшение знаний о распределении размеров долгопериодических комет привело к заниженным оценкам. Никаких известных оценок массы внутреннего облака Оорта опубликовано не было.
Если анализ комет репрезентативен для всего, подавляющее большинство объектов облака Оорта состоит из льдов, таких как вода, метан, этан, окись углерода и цианистый водород. Однако открытие объекта 1996 PW, который по внешнему виду соответствовал астероиду D-типа на орбите, типичной для долгопериодической кометы, вызвало теоретические исследования, предполагающие что население облака Оорта состоит примерно на 1-2% астероидов. Анализ соотношений изотопов углерода и азота как в долгопериодических кометах, так и в кометах семейства Юпитера показывает небольшую разницу между ними, несмотря на их предположительно очень разные регионы происхождения. Это говорит о том, что оба произошли из исходного протосолнечного облака, что также подтверждается исследованиями размера гранул в кометах облака Оорта и недавним исследованием столкновения кометы семейства Юпитера Темпель 1.
Считается, что облако Оорта образовалось после образования планет из изначального протопланетного диска примерно 4,6 миллиарда лет назад. Наиболее широко распространенная гипотеза состоит в том, что объекты облака Оорта изначально слились намного ближе к Солнцу в рамках того же процесса, который сформировал планеты и малые планеты. После образования сильные гравитационные взаимодействия с молодыми газовыми гигантами, такими как Юпитер, разбросали объекты на чрезвычайно широкие эллиптические или параболические орбиты, которые впоследствии были изменены за счет возмущений от проходящих звезд и гигантских молекулярных облаков. на долгоживущие орбиты, отделенные от области газовых гигантов.
Недавнее исследование было процитировано НАСА, предполагающим, что большое количество объектов облака Оорта является продуктом обмена веществами между Солнцем и его родственными звездами. они сформировались и разошлись, и предполагается, что многие - возможно, большинство - объектов облака Оорта не образовались в непосредственной близости от Солнца. Моделирование эволюции облака Оорта от зарождения Солнечной системы до настоящего времени предполагает, что масса облака достигла пика примерно через 800 миллионов лет после образования, поскольку темпы аккреции и столкновения замедлились, а истощение стало превышать предложение.
Модели Хулио Анхеля Фернандеса предполагают, что рассеянный диск, который является основным источником периодических комет в Солнечной системе, также может быть основным источником для облачных объектов Оорта. Согласно моделям, около половины рассеянных объектов движутся наружу к облаку Оорта, тогда как четверть смещается внутрь на орбиту Юпитера, а четверть выбрасывается на гиперболические орбиты. Рассеянный диск мог по-прежнему снабжать облако Оорта материалом. Треть населения рассеянного диска, вероятно, окажется в облаке Оорта через 2,5 миллиарда лет.
Компьютерные модели предполагают, что столкновения кометных обломков в период формирования играют гораздо большую роль, чем считалось ранее. Согласно этим моделям, количество столкновений в начале истории Солнечной системы было настолько велико, что большинство комет были уничтожены до того, как достигли облака Оорта. Следовательно, текущая совокупная масса облака Оорта намного меньше, чем когда-то предполагалось. Расчетная масса облака составляет лишь небольшую часть от 50–100 масс Земли выброшенного материала.
Гравитационное взаимодействие с близлежащими звездами и галактические приливы изменили орбиты комет, чтобы сделать их более круговыми.. Это объясняет почти сферическую форму внешнего облака Оорта. С другой стороны, облако Холмов, которое сильнее привязано к Солнцу, не приобрело сферической формы. Недавние исследования показали, что образование облака Оорта в целом согласуется с гипотезой о том, что Солнечная система сформировалась как часть встроенного скопления из 200–400 звезд. Эти ранние звезды, вероятно, сыграли роль в формировании облака, поскольку количество близких прохождений звезд внутри скопления было намного больше, чем сегодня, что привело к гораздо более частым возмущениям.
В июне 2010 Гарольд Ф. Левисон и другие предположили на основе улучшенного компьютерного моделирования, что Солнце «захватывает кометы других звезд, когда оно находится в своем скоплении рождения ». Их результаты предполагают, что «значительная часть комет облака Оорта, возможно, более 90%, происходит из протопланетных дисков других звезд».
Комета Хейла – Боппа, архетипичный образец Оорта. -облачная комета Считается, что кометы имеют две отдельные точки происхождения в Солнечной системе. Принято считать, что короткопериодические кометы (с орбитами до 200 лет) возникли либо из пояса Койпера, либо из рассеянного диска, которые представляют собой два связанных плоских диска из ледяных обломков за пределами орбиты Нептуна в точке 30. а.е. и совместно простираются за пределы 100 а.е. от Солнца. Считается, что долгопериодические кометы, такие как комета Хейла – Боппа, орбиты которых существуют тысячи лет, происходят из облака Оорта. Кометы, смоделированные как исходящие непосредственно из облака Оорта, включают C / 2010 X1 (Elenin), Comet ISON, C / 2013 A1 (Siding Spring) и С / 2017 K2. Орбиты в поясе Койпера относительно стабильны, поэтому считается, что очень мало комет происходит оттуда. Однако рассеянный диск динамически активен и, скорее всего, является местом происхождения комет. Кометы переходят из рассеянного диска в царство внешних планет, становясь так называемыми кентаврами. Эти кентавры затем отправляются дальше внутрь, чтобы стать короткопериодическими кометами.
Есть две основные разновидности короткопериодических комет: кометы семейства Юпитера (те, у которых большая полуось менее 5 а.е.) и кометы семейства Галлея. Кометы семейства Галлея, названные в честь их прототипа, кометы Галлея, необычны тем, что, хотя они и являются короткопериодическими кометами, предполагается, что их окончательное происхождение находится в облаке Оорта, а не в рассеянном диске. Основываясь на их орбитах, предполагается, что это были долгопериодические кометы, которые были захвачены гравитацией планет-гигантов и отправлены во внутренние области Солнечной системы. Этот процесс, возможно, также создал нынешние орбиты значительной части комет семейства Юпитера, хотя считается, что большинство таких комет возникло из рассеянного диска.
Оорт отметил, что количество возвращающихся комет было намного меньше, чем предсказывала его модель, и эта проблема, известная как «кометное затухание», еще не решена. Неизвестно ни один динамический процесс, объясняющий меньшее количество наблюдаемых комет, чем оценил Оорт. Гипотезы этого несоответствия включают разрушение комет из-за приливных напряжений, удара или нагрева; потеря всех летучих, что делает некоторые кометы невидимыми, или образование нелетучей корки на поверхности. Динамические исследования гипотетических комет облака Оорта показали, что их появление в области внешней планеты будет в несколько раз выше, чем во внутренней области планеты. Это несоответствие может быть связано с гравитационным притяжением Юпитера, которое действует как своего рода барьер, захватывая входящие кометы и заставляя их сталкиваться с ними, как это было с кометой Шумейкера – Леви 9 в 1994 году. Примером типичной кометы из облака Оорта может быть C / 2018 F4.
Большинство комет, наблюдаемых вблизи Солнца, похоже, достигли своего текущего положения. через гравитационное возмущение облака Оорта приливной силой, создаваемой Млечным Пути. Подобно тому, как приливная сила Луны деформирует океаны Земли, вызывая приливы и отливы, галактические приливы также искажают орбиты тел во внешней Солнечной системе. В отмеченных на карте регионах Солнечной системы этими эффектами можно пренебречь по сравнению с гравитацией Солнца, но на внешних границах системы гравитация Солнца слабее, и градиент гравитационного поля Млечного Пути оказывает существенное влияние. Галактические приливные силы растягивают облако по оси, направленной к центру Галактики, и сжимают его по двум другим осям; эти небольшие возмущения могут сдвигать орбиты в облаке Оорта, приближая объекты к Солнцу. Точка, в которой гравитация Солнца уступает свое влияние галактическому приливу, называется радиусом приливного усечения. Он расположен в радиусе от 100 000 до 200 000 а.е. и отмечает внешнюю границу облака Оорта.
Некоторые ученые предполагают, что галактический прилив мог способствовать формированию облака Оорта, увеличивая перигелия (наименьшее расстояние до Солнца) планетезималей с большими афелиями (наибольшее расстояние до Солнца). Эффекты галактического прилива довольно сложны и сильно зависят от поведения отдельных объектов в планетной системе. Однако в совокупности эффект может быть весьма значительным: до 90% всех комет, исходящих из облака Оорта, могут быть результатом галактического прилива. Статистические модели наблюдаемых орбит долгопериодических комет утверждают, что галактический прилив является основным средством, с помощью которого их орбиты изменяются по направлению к внутренней части Солнечной системы.
Помимо галактического прилива, основным триггером посылки комет во внутренние области Солнечной системы считается взаимодействие между солнечным облаком Оорта и гравитационными полями близлежащих звезд или гигантских молекулярных облаков. Орбита Солнца через плоскость Млечного Пути иногда приводит его относительно в непосредственной близости от других звездных систем. Например, предполагается, что 70 тысяч лет назад, возможно, Звезда Шольца прошла через внешнее облако Оорта (хотя ее низкая масса и высокая относительная скорость ограничивали ее влияние). В течение следующих 10 миллионов лет известная звезда с наибольшей вероятностью возмущения облака Оорта - это Gliese 710. Этот процесс может также рассеивать объекты облака Оорта за пределы плоскости эклиптики, что потенциально также объясняет его сферическое распределение.
В 1984 году физик Ричард А. Мюллер предположил, что У Солнца есть еще необнаруженный компаньон, либо коричневый карлик, либо красный карлик, на эллиптической орбите внутри облака Оорта. Предполагалось, что этот объект, известный как Немезида, проходит через часть облака Оорта примерно каждые 26 миллионов лет, бомбардируя внутреннюю часть Солнечной системы кометами. Однако на сегодняшний день никаких доказательств существования Немезиды обнаружено не было, и многие линии доказательств (например, количество кратеров ) ставят под сомнение его существование. Недавний научный анализ больше не поддерживает идею о том, что вымирание на Земле происходит через регулярные, повторяющиеся интервалы. Таким образом, гипотеза Немезиды больше не нужна для объяснения нынешних предположений.
Отчасти похожая гипотеза была выдвинута астрономом Джоном Дж. Матезе из Университета Луизианы в Лафайете в 2002 году. Он утверждает, что что во внутреннюю часть Солнечной системы из определенной области постулируемого облака Оорта прибывает больше комет, чем может быть объяснено только галактическими приливами или звездными возмущениями, и что наиболее вероятной причиной будет Юпитер -массой объект на далекой орбите. Этот гипотетический газовый гигант получил прозвище Тихе. Миссия WISE, обзор всего неба с использованием измерений параллакса для выяснения расстояний до местных звезд, была способна подтвердить или опровергнуть гипотезу Тихе. В 2014 году НАСА объявило, что исследование WISE исключило какой-либо объект в том виде, в каком они его определили.
Впечатление художника о космическом корабле TAU Космические зонды еще не появились. чтобы достичь области облака Оорта. "Вояджер-1", самый быстрый и дальний из межпланетных космических зондов, покидающих Солнечную систему, достигнет облака Оорта примерно за 300 лет, а чтобы пройти через него, потребуется около 30 000 лет. Однако примерно в 2025 году радиоизотопные термоэлектрические генераторы на «Вояджере-1» больше не будут вырабатывать достаточно энергии для работы какого-либо из его научных инструментов, что предотвратит дальнейшие исследования «Вояджера-1». другие четыре зонда в настоящее время покидающие Солнечную систему либо уже, либо, по прогнозам, выйдут из строя, когда достигнут облака Оорта; однако, возможно, удастся найти объект из облака, которое было выбито во внутреннюю часть Солнечной системы.
В 1980-х годах существовала концепция зонда, который мог достичь 1000 а.е. за 50 лет, под названием TAU ; Среди его задач будет поиск облака Оорта.
В объявлении о возможностях программы Discovery в 2014 году обсерватория для обнаружения объектов в облаке Оорта (и поясе Койпера) так называемая «Миссия Уиппла» была предложена. Он будет отслеживать далекие звезды с помощью фотометра, ища транзиты на расстоянии до 10 000 а.е. Обсерватория была предложена для гало-орбиты вокруг L2 с предполагаемой пятилетней миссией. Было также высказано предположение, что обсерватория Кеплера могла обнаруживать объекты в облаке Оорта.
Портал Солнечной системы 
Астрономический портал 
Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 2 апреля 2012 г. не отражать последующие правки. () | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с облаком Оорта. |
