Skąd pochodzą komety? Istnieje ciemny, zimny region Układu Słonecznego, w którym bryły lodu zmieszane ze skałą, zwane „jądrem kometarnym”, krążą wokół Słońca. Region ten nazywany jest chmurą Oört, nazwany na cześć człowieka, który zasugerował jego istnienie, Jana Oörta.
Chmura Oörta z Ziemi
Podczas gdy ta chmura jąder kometarnych nie jest widoczna gołym okiem, planetolodzy badają ją od lat. Zawarte w niej „przyszłe komety” składają się głównie z mieszanin zamrożonej wody, metan, etan, tlenek węgla, i cyjanowodórwraz z ziarnami kamienia i pyłu.
Chmura Oörta po liczbach
Chmura ciał kometalnych jest szeroko rozproszona w najbardziej zewnętrznej części Układu Słonecznego. Jest bardzo daleko od nas, z wewnętrzną granicą 10 000 razy większą niż odległość Słońce-Ziemia. Na zewnętrznej „krawędzi” chmura rozciąga się w przestrzeń międzyplanetarną około 3,2 lat świetlnych. Dla porównania najbliższa nam gwiazda znajduje się w odległości 4,2 lat świetlnych, więc Chmura Oört sięga prawie tak daleko.
Planetolodzy szacują, że chmura Oorta ma nawet dwa kwintylion lodowe obiekty krążące wokół Słońca, z których wiele przedostaje się na orbitę słoneczną i staje się kometą. Istnieją dwa rodzaje komet, które pochodzą z odległych zakątków kosmosu, i okazuje się, że nie wszystkie pochodzą z Chmury Oört.
Komety i ich pochodzenie „Tam”
W jaki sposób obiekty chmur Oört stają się kometami krążącymi po orbicie wokół Słońca? Jest na to kilka pomysłów. Możliwe, że w pobliżu przechodzą gwiazdy lub interakcje pływowe w obrębie dysku droga Mlecznalub interakcje z chmurami gazu i pyłu dają lodowym ciałom rodzaj „wypychania” ze swoich orbit w Chmurze Oört. Po zmianie ich ruchów są bardziej prawdopodobne, że „spadną” w stronę Słońca na nowych orbitach, których podróż trwa tysiące lat. Są to tak zwane komety „długotrwałe”.
Inne komety, zwane kometami „krótkoterminowymi”, podróżują wokół Słońca w znacznie krótszych czasach, zwykle krótszych niż 200 lat. Pochodzą z Pas Kuipera, który jest mniej więcej w kształcie dysku, który rozciąga się poza orbitę Neptun. Pas Kuipera był w mediach od kilku dziesięcioleci, gdy astronomowie odkrywają nowe światy w swoich granicach.
Planeta karłowata Pluton jest mieszkańcem Pasa Kuipera, do którego dołącza Charon (największy satelita) oraz planety karłowate Eris, Haumea, Makemake i Sedna. Pas Kuipera rozciąga się od około 30 do 55 AU, a astronomowie szacują, że ma setki tysięcy lodowych ciał o średnicy większej niż 62 mil. Może mieć także około biliona komet. (Jedna jednostka AU lub jednostka astronomiczna wynosi około 93 miliony mil).
Odkrywanie części chmury Oört
Chmura Oört jest podzielona na dwie części. Pierwszy jest źródłem długich okresów komet i może mieć tryliony jąder kometarnych. Drugi to wewnętrzna chmura w kształcie z grubsza przypominająca pączka. Jest również bardzo bogaty w jądra komet i inne obiekty wielkości planety karłowatej. Astronomowie odkryli również jeden mały świat, który ma część swojej orbity przez wewnętrzną część chmury Oört. Gdy znajdą więcej, będą mogli udoskonalić swoje pomysły na temat pochodzenia tych obiektów we wczesnej historii Układu Słonecznego.
Historia chmury i układu słonecznego Oört
Komety Jądra Chmury Oörta i obiekty Pasa Kuipera (KBO) są lodowatymi pozostałościami po ukształtowaniu się Układu Słonecznego, który miał miejsce około 4,6 miliarda lat temu. Ponieważ zarówno lodowate, jak i zakurzone materiały zostały rozproszone w pierwotnej chmurze, prawdopodobne jest, że zamrożone planetozymale Chmury Oörta formowały się znacznie bliżej Słońca we wczesnej historii. Nastąpiło to wraz z powstaniem planet i planetoid. W końcu promieniowanie słoneczne albo zniszczyło ciała komety najbliżej Słońca, albo zostały zebrane razem, by stać się częścią planet i ich księżyców. Resztę materiałów odsunięto od Słońca, wraz z młodymi gigantycznymi planetami gazowymi (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun) do zewnętrznego układu słonecznego do regionów, w których znajdowały się inne lodowe materiały na orbicie
Jest również bardzo prawdopodobne, że niektóre obiekty Oört Cloud pochodzą z materiałów we wspólnej „puli” lodowych obiektów z dysków protoplanetarnych. Dyski te powstały wokół innych gwiazd, które leżały bardzo blisko siebie w mgławicy narodzin Słońca. Gdy Słońce i jego rodzeństwo się uformowały, rozpadły się i ciągnęły wzdłuż materiałów z innych dysków protoplanetarnych. Stali się również częścią chmury Oört.
Zewnętrzne obszary odległego zewnętrznego układu słonecznego nie zostały jeszcze głęboko zbadane przez statek kosmiczny. The Nowe Horyzonty misja zbadana Pluton w połowie 2015 roku, i są plany zbadania jeszcze jednego obiektu poza Plutonem w 2019 roku. Poza tymi muchami nie buduje się żadnych innych misji, które mogłyby przejść i zbadać Pas Kuipera i Chmurę Oörta.
Oört Clouds Everywhere!
Gdy astronomowie badają planety krążące wokół innych gwiazd, znajdują także dowody istnienia ciał kometarnych w tych układach. Te egzoplanety powstają w dużej mierze tak, jak nasz własny system, co oznacza, że chmury Oört mogą stanowić integralną część ewolucji i ekwipunku dowolnego układu planetarnego. Przynajmniej mówią naukowcom więcej o tworzeniu i ewolucji naszego własnego układu słonecznego.