Облако оорта – все о космосе

Облако Оорта

Еще в далёком 1950 году астрофизик из Голландии Ян Оорт высказал мнение, что все кометы образуются в одном месте, некоем облаке, окружающем внутреннее пространство нашей Солнечной системы. Данное место именуется учеными «облако Оорта».

Нередко поблизости Солнца можно наблюдать небесные тела, материя которых в окрестностях самой жаркой звезды испаряется и уносятся от нее космическими ветрами. Эти испаряющиеся небесные тела и есть кометы.

Свидетельством того, что кометы держат свой путь из весьма удаленных участков Солнечной системы, является их вытянутая форма орбит. Ежегодно астрономами фиксируется движение около десятка комет. Но не астрономы одни любят наблюдать за небесными телами.

Так, именно астрофизик Ян Оорт выдвинул следующую гипотезу: все кометы появляются в далеком облаке, которым окружена внешняя часть Солнечной системы.

Что из себя представляет облако Оорта Солнечной системы?

Облако Оорта – ничто иное, как остаток протосолнечной туманности, давшей жизнь планетам и Солнцу. Каким образом? Да элементарно просто: путем слипания мельчайших частиц при помощи силы взаимного тяготения.

Первичная туманность около центра была гораздо плотнее, поэтому планеты сформировались довольно быстро. В то время как ее внешние области были более разрежены, поэтому сходный процесс в них никак не завершался.

Оорт изучил 19 различных комет и сделал вывод, что зачастую они следуют из некой области, расположенной в 20000 а.е. (астрономических единиц), имея при этом начальную скорость в 1км/с.

Подобная скорость позволяет утверждать, что место рождения комет расположено в пределах Солнечной системы, поскольку чужеродные ей тела обладают скоростью в среднем 20 км/с.

Что происходит с небесными телами внутри облака Оорта?

Принято считать, что в данном космическом облаке сосредотачивается не менее миллиарда «зародышей» будущих комет. Они представляют собой некие тела, свободно вращающиеся по своим орбитам, которые пока ни разу так и не приблизились к Солнцу. Если верить Оорту, подобных тел в составе облака собрано не менее 10 в 11-й степени.

Но кроме них там можно обнаружить и миллиарды «состоявшихся» комет, то есть тех, которые уже имели встречу с главной звездой нашей системы.

К слову, орбиты комет впоследствии будут зависеть от приближения друг к другу пока еще «зародышей» комет, от притяжения звезд, соседствующих с Солнцем, и еще от притяжения «возможно» существующих непосредственно в облаке Оорта тел на подобии планет и звезд.

Если заглянуть внутрь облака Оорта, можно понять, что кометные тела внутри него могут довольно долго просто свободно кружиться по нему, могут вырываться за пределы Солнечной системы, а могут устремляться к Солнцу. В последнем случае мы как раз и имеем возможность наблюдать самые настоящие кометы с хвостами.

Современные исследования ученых позволяют заявлять, что облако простирается от Солнца на расстояние в 2 световых года. Этот факт говорит также и, что орбита облака Оорта имеет радиус, превышающий в 3000 раз радиус орбиты планеты Плутон. Кроме того, есть сведения, что сумма масс всех планет меньше предполагаемой массы облака.

А это значит, что сегодня пока рано говорить об окончательном формировании Солнечной системы и ее неизменности в будущем.

Облако Оорта и пояс Койпера: особенности

Оказывается, особенностей более чем достаточно. Прежде всего, стоит сказать, что облако Оорта имеет разные свойства на разной удаленности от Солнца. Отметим, что за Плутоном и поясом Койпера, известном планетами Хаумеа и Макемаке, еще далеко не ознаменует, что началось облако Оорта.

Внешние его границы отделены довольно внушительной щелью, за которой следует внутреннее пространство облака. В этом месте движение кометных тел ничем не отличается от привычного движения планет. Они обладают стабильными и, в большинстве случаев, круговыми орбитами.

А вот во внешней части облака кометы движутся как им вздумается: в разных плоскостях, ведомые притяжением Солнца или других звезд.

Есть информация, что через каких-то 26000 лет к Солнцу настолько близко подберется Альфа Центавра, что к Земле и прочим планетам устремится поток комет, отклонившихся от своих орбит в облаке Оорта.

Есть вероятность, что подобные периоды «бомбежки» кометами случались и ранее. Именно в те моменты и усиливался процесс образования и формирования планет.

Подсчитано, что пока существует наша планета, чужеродные звезды около десятка раз пронизали внутреннее пространство облака Оорта, усилив, таким образом, в тысячи раз движение комет.

Длится это явление приблизительно 400000 лет, в ходе которого на Землю упадет в среднем две сотни комет, что в рамках науки принято считать настоящим космическим ливнем.

Облако Оорта: наблюдение

На вопрос о том, можно ли увидеть облако Оорта Солнечной системы своими глазами, отвечаем, что сделать это пока не удалось. Во-первых, потому что оно слишком разрежено, во-вторых, практически не освещается Солнцем, но главная причина в том, что мы с вами находимся непосредственно внутри него.

Тем не менее, ученым посчастливилось наблюдать другие подобные облаку Оорта туманности. Они зарегистрировали едва заметные диски с такими же щелями около близ расположенных к нам звезд. Отсюда можно утверждать, что Солнечная система разделена на 4 части.

То есть в ее состав входят планетная система, щель либо пояс Койпера и еще две составляющие – это внутренняя и внешняя области облака Оорта.

Источник

Источник: http://fakty-o.ru/oblako-oorta

Облако Оорта

Задавшись этим вопросом можно найти много интересного о строении нашей Солнечной системы. Представление человека об оной ограничивается несколькими планетами, о которых старшие поколения узнавали в школе на уроках астрономии. Последние несколько десятилетий такую дисциплину не изучали вообще.

Попробуем немного расширить своё восприятие реальности, рассматривая существующую информацию о Солнечной системе (рис.1).

Рис.1. Схема Солнечной системы.

В нашей Солнечной системе существует астероидный пояс между Марсом и Юпитером Учёные, анализируя факты, больше склоняются к тому, что данный пояс образовался в результате разрушения одной из планет Солнечной системы.

Этот астероидный пояс не единственный, существует ещё две отдалённые области, называемые по именам астрономов, предсказавших их существование – Джерард Койпер и Ян Оорт – это Пояс Койпера и Облако Оорта. Пояс Койпера (рис.2) находится в диапазоне между орбитой Нептуна 30 а.е.  и расстоянием от Солнца примерно в 55 а.е.*

По представлениям учёных астрономов Пояс Койпера, как и пояс астероидов, состоит из малых тел. Но в отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты Пояса Койпера сформированы в своём большинстве из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода.

Рис. 2. Иллюстрированное изображение Пояса Койпера

Через область пояса Койпера так же проходят орбиты планет Солнечной системы. К таким планетам относятся Плутон, Хаумеа, Макемаке, Эрида и множество других.

 Ещё множество объектов и даже карликовая планета Седна имеет орбиту движения вокруг Солнца, но сами орбиты выходят за пределы пояса Койпера (рис.3). Кстати, орбита Плутона так же выходит из этой зоны.

В эту же категорию попала и загадочная планета, у которой пока нет названия и говорят о ней просто – «Planet 9».

Рис. 3. Схема орбит планет и малых тел Солнечной системы выходящих за пределы пояса Койпера. Пояс Койпера обозначен зелёной окружностью.

Оказывается, на этом границы нашей Солнечной системы не заканчиваются. Существует ещё одно образование, это облако Оорта (рис.4). Объекты в Поясе Койпера и в Облаке Оорта, предположительно, являются остатками от формирования Солнечной системы около 4,6 миллиарда лет назад.

Рис. 4. Солнечная система. Облако Оорта. Соотношение размеров.

Удивительным в его форме являются пустоты внутри самого облака, объяснить происхождение которых официальная наука не может. Учёными принято делить облако Оорта на внутреннее и внешнее (рис.5).

Инструментально существование Облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование.

Астрономы пока только предполагают, что объекты, составляющие облако Оорта, сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос на раннем этапе формирования Солнечной системы.

Внутреннее облако – это расширяющийся из центра луч, а сферическим облако становиться за пределами расстояния в 5 000 а.е. и край его находится примерно в    100 000. а.е. от Солнца (рис.6). По другим оценкам внутреннее облако Оорта лежит в диапазоне до 20 000 а.е., а внешнее до 200 000 а.е.

Учёные предполагают, что объекты в облаке Оорта в значительной степени состоят из водяных, аммиачных и метановых льдов, но могут присутствовать и скалистые объекты, то есть астероиды. Астрономы Джон Матис (John Matese) и Даниэль Уитмир (Daniel Whitmire) утверждают, что на внутренней границе облака Оорта (30 000 а.е.

) существует планета газовый гигант Тюхе и, возможно, она не единственный житель этой зоны.

Рис. 6. Схема расстояний объектов нашей планетарной системы от Солнца в астрономических единицах.

Если взглянуть на нашу Солнечную систему «издалека», то получается все орбиты планет, два астероидных пояса и внутреннее облако Оорта лежат в плоскости эклиптики.

У Солнечной системы появляются чётко выраженные направления верха и низа, значит существуют факторы, определяющие такое строение.  А с удалением от эпицентра взрыва, то есть звезды, эти факторы исчезают.

Внешнее Облако Оорта образует структуру похожую на шар. Давайте «доберёмся» до края Солнечной системы и постараемся лучше понять её устройство.

Для этого обратимся к знаниям русского учёного Николая Викторовича Левашова.

Читайте также:  Туманность гантель - все о космосе

В его книге «Неоднородная Вселенная» описывается процесс образования звезд и планетарных систем.

В космосе существует множество первичных материй. Первичные материи обладают конечными свойствами и качествами, из них может образоваться вещество. Наше пространство-вселенная образовано из семи первичных материй. Фотоны оптического диапазона на уровне микропространства являются основой нашей Вселенной.                 Эти материи образуют всё вещество нашей Вселенной.

Наше пространство-вселенная только часть системы пространств, и оно находится межу двумя другими пространствами-вселенными отличающимися количеством первичных материй их образующих. Вышележащее имеет в своём составе 8, а нижележащее 6 первичных материй.

Такое распределение материй определяет направление перетекания вещества из одного пространства в другое, от большего к меньшему.

При смыкании нашего пространства-вселенной с вышележащим образуется канал, по которому вещество из пространства-вселенной образованного 8-ю первичными материями начинает перетекать в наше пространство-вселенную образованного 7-ю первичными материями. В этой зоне происходит распад вещества вышележащего пространства и синтез вещества нашего пространства-вселенной.

В результате этого процесса в зоне смыкания накапливается 8-я материя, которая не может образовать вещество в нашем пространстве-вселенной. Это приводит к возникновению условий, при которых часть образовавшегося вещества распадается на составные части. Возникает термоядерная реакция и для нашего пространства-вселенной, образуется звезда.

В зоне смыкания, в первую очередь, начинают образовываться самые лёгкие и устойчивые элементы, для нашей вселенной это водород. На такой стадии развития звезда называется голубым гигантом. Следующим этапом формирования звезды становится синтез более тяжёлых элементов из водорода в результате термоядерных реакций. Звезда начинает излучать целый спектр волн (рис.7).

Рис. 7 Образование звезды. (Взято из книги Левашов Н.В. Неоднородная Вселенная. 2006. Гава 2.5. Природа образования планетарных систем. Рис.2.5.1.)

Нужно отметить, что в зоне смыкания синтез водорода при распаде вещества вышележащего пространства-вселенной и синтез более тяжёлых элементов из водорода происходит одновременно. В процессе термоядерных реакций, нарушается баланс излучения в зоне смыкания.

Интенсивность излучения поверхности звезды отличается от интенсивности излучения в её объёме. Первичные материи начинают накапливаться внутри звезды. Со временем этот процесс приводит к взрыву сверхновой звезды. Взрыв сверхновой порождает продольные колебания мерности пространства вокруг звезды.

Мерность– квантование (разделение) пространства в соответствии со свойствами и качествами первичных материй.

Во время взрыва происходит выброс поверхностных слоёв звезды, которые состоят в основном из наиболее лёгких элементов (рис.8). Только теперь, в полной мере, можно говорить о звезде как о Солнце – элементе будущей планетарной системы.

Рис. 8. Взрыв сверхновой. (Взято из книги Левашов Н.В. Неоднородная Вселенная. 2006. Гава 2.5. Природа образования планетарных систем. Рис.2.5.2.)

По законам физики продольные колебания от взрыва должны распространяться в пространстве во все стороны от эпицентра, если не имеют препятствий и мощность взрыва недостаточна для преодоления этих ограничивающих факторов. Материя, разлетаясь, должна себя вести соответствующим образом.

Поскольку наше пространство-вселенная находится между двумя другими пространствами-вселенными, которые оказывают на него влияние, то продольные колебания мерности после взрыва сверхновой будут иметь форму аналогичную кругам на воде и создадут искривление нашего пространства повторяющее эту форму (рис. 9).

Если бы такого влияния не было, мы наблюдали бы взрыв приближённый к сферической форме.

Рис. 9. Сверхновая звезда SN 1987A, 1990. Фото телескоп Hubble, проект NASA и ESA.

Мощности взрыва звезды недостаточно, чтобы исключить влияние пространств.

Поэтому направление взрыва и выброса вещества будут задавать пространство-вселенная, в состав которой входит восемь первичных материй и пространство-вселенная сформированная из шести первичных материй.

Более приземлённым примером этого может послужить взрыв ядерной бомбы (рис. 10), когда, из-за разности состава и плотности слоёв атмосферы, взрыв распространяется в определённом слое между двумя другими образуя концентрические волны.

Рис. 10. Фото взрыва ядерной бомбы.

Вещество и первичные материи, после взрыва сверхновой, разлетаясь оказываются в зонах искривления пространства. В этих зонах искривления начинается процесс синтеза вещества, а впоследствии образование планет.

Когда планеты сформируются, то они компенсируют искривление пространства и вещество в этих зонах уже не сможет активно синтезироваться, но искривления пространства в виде концентрических волн останутся – это орбиты, по которым движутся планеты и зоны астероидных полей (рис. 11).

Чем ближе зона искривления пространства к звезде, тем перепад мерности более ярко выражен. Можно сказать, он более резкий, а амплитуда колебания мерности увеличивается с удалением от зоны смыкания пространств-вселенных. Поэтому ближние к звезде планеты будут меньшего размера и будут содержать большую долю тяжёлых элементов.

Таким образом, устойчивых тяжёлых элементов больше всего на Меркурии и, соответственно, по мере убывания доли тяжёлых элементов идут – Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Плутон. Пояс Койпера будет содержать преимущественно лёгкие элементы, как и облако Оорта, а потенциальные планеты могут быть газовыми гигантами.

 

Рис. 11. Образование планетарных систем. (Взято из книги Левашов Н.В. Неоднородная Вселенная.2006. Гава 2.5. Природа образования планетарных систем. Рис.2.5.4.)

С удалением от эпицентра взрыва сверхновой продольные колебания мерности, влияющие на образование орбит планет и формирование пояса Койпера, а также на образование внутреннего облака Оорта, затухают.

Искривление пространства исчезает.

Таким образом материя будет разлетаться сначала в пределах зон искривления пространства, а потом (как вода в фонтане) ниспадать с двух сторон, когда искривление пространства исчезнет (рис. 12).

Грубо говоря получится «шар» с пустотами внутри, где пустоты – это зоны искривления пространства, образованные продольными колебаниями мерности после взрыва сверхновой, в которых материя сконцентрирована в виде планет и астероидных поясов.

Рис. 12. Солнечная система. Схема.

Фактом, подтверждающим именно такой процесс образования Солнечной системы, является наличие различных свойств облака Оорта на разной удаленности от Солнца.

Во внутреннем облаке Оорта движение кометных тел ничем не отличается от привычного движения планет. Они обладают стабильными и, в большинстве случаев, круговыми орбитами в плоскости эклиптики.

А во внешней части облака кометы движутся хаотично и в разных направлениях.

После взрыва сверхновой и образования планетарной системы процесс распада вещества вышележащего пространства-вселенной и синтеза вещества нашего пространства-вселенной, в зоне смыкания, продолжается до тех пор, пока звезда вновь не достигнет критического состояния и не взорвётся. Либо тяжёлые элементы звезды повлияют на зону смыкания пространств таким образом, что процесс синтеза и распада прекратится – звезда погаснет. Эти процессы могут происходить миллиарды лет.

Поэтому, отвечая на вопрос, заданный в начале, о полёте через астероидное поле необходимо уточнить, где мы его преодолеваем внутри Солнечной системы или за его пределами. Кроме того, при определении направления полёта в космосе и в планетарной системе, возникает необходимость учитывать влияние соседствующих пространств и зон искривлений.

*а.е.  – АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА, единица длины, применяемая в астрономии, для измерения расстояний в пределах Солнечной системы. Равна среднему расстоянию от Земли до Солнца; 1 астрономическая единица = 149,6 млн. км

Александр Каракулько

Источник: https://www.kramola.info/blogs/kosmos/oblako-oorta

Пояс Койпера и Облако Оорта

На протяжении почти всего прошлого века единственным известным объектом, находившимся за пределами Нептуна, считался Плутон, небольшая планета диаметром всего 2300 км.

Поначалу он казался уникумом, странным образом расположившимся на краю Солнечной системы.

Астрономы классифицировали Плутон как девятую планету, при этом они пытались доказать, что он — «беженец» из иной части Солнечной системы.

И хотя наземные телескопы были слишком слабыми, чтобы разглядеть что-нибудь в такой дали, некоторые ученые имели свои представления о том, что притаилось в далекой темноте. Большинство таких теорий базировалось на движении комет.

ТЕОРИИ О ДАЛЕКОМ

В 1932 году эстонский астроном Эрнст Эпик осознал, что большинство долгопериодических комет достигают афелия (самой отдаленной точки от Солнца) примерно на одном и том же расстоянии.

Следовательно, позади орбиты Плутона лежит огромный резервуар комет. Кроме того, поскольку долгопериодические кометы имеют тенденцию появляться из любой области, такой резервуар не может быть расплющен в плоскости остальной Солнечной системы, а скорее должен представлять диффузное сферическое облако.

В начале 1950-х годов голландский астроном Ян Оорт пришел к таким же выводам, развил идею дальше и описал ее в виде того, что сейчас называется облаком Оорта.

Другие ученые также пытались разгадать тайну происхождения короткопериодических комет и Плутона.

Ирландский астроном Кеннет Эджворт был первым, кто выдвинул в 1943 году идею о существовании пояса ледяных обломков за Нептуном, а Джерард Койпер только в 1951 году показал, как такой пояс мог появиться в условиях молодой Солнечной системы. Ученые называют это кольцо в форме бублика поясом Койпера.

И хотя напрямую наблюдать облако Оорта мы не можем, поведение комет показывает, что оно должно существовать. Что касается пояса Койпера, то, к счастью, далекие транснептуновые объекты (ТНО), помимо Плутона, оказались в зоне видимости самых мощных телескопов, а непрерывный поток открытий с начала 1990-х годов помог узнать сложную структуру внешней части Солнечной системы.

КАК ОРГАНИЗОВАН ДАЛЕКИЙ КОСМОС

Если собрать воедино орбиты всех известных ТНО, становится очевидным, что они делятся на несколько групп. Большая часть из них — члены так называемого классического пояса Койпера, который тянется в ширину от 42 до 48 а. е. от Солнца (примерно на 900 млн км).

Объекты классического пояса Койпера (ОПК) можно разделить на две категории: крупную группу, следующую по почти круговым орбитам с малым наклонением в сторону эклиптики (т. е. плоскости Солнечной системы), и вторую группу, у членов которой более эллиптические орбиты с большим углом наклона.

Считают, что эти два семейства имеют разное происхождение.

Читайте также:  Звезда альнилам - все о космосе

https://www.youtube.com/watch?v=RLHuk3JJH_A

На сегодня открыто более 1000 ОПК, хотя предполагают, что в этом поясе содержится до 70 000 объектов диаметром 100 км и больше с общей массой, равной около 10 % земной.

Объекты в поясе Койпера управляются, прежде всего, гравитацией Нептуна. Объекты, находящиеся на орбитах на расстоянии от 40 до 42 а. е.

, становятся нестабильными со временем и в конце концов могут оказаться на других траекториях или вообще за пределами пояса.

ОПК внутри пояса, похоже, избегают резонансных орбит, создавая между собой щели, похожие на щели Кирквуда в поясе астероидов, которые соответствуют расположению резонансных областей в орбите Юпитера. Объекты, приближающиеся к Нептуну, оказываются вытесненными на резонансную орбиту. Такие объекты называют плутино, их насчитывается уже свыше 200.

На расстоянии примерно 48 а. е. от Солнца плотность пояса Койпера резко падает. Пока отсутствуют причины, объясняющие, почему пояс не может простираться дальше этого барьера Койпера. Астрономы не могут определиться с тем, действительно ли это уже край или всего лишь широкий интервал, в котором может находиться еще один существующий мир — т. н. планета X.

ЗА КОЙПЕРОМ

Несмотря на резкий обрыв классического пояса Койпера, позади него существуют и другие объекты.

Это объекты рассеянного диска (ОРД), небесные тела с крайне эллиптическими орбитами, которые выводят их в перигелии на расстояние 35 а. е. от Солнца, а в самых удаленных точках относят их вдаль на 100 а. е.

Такие орбиты часто имеют очень большой наклон, иногда достигающий 40° относительно плоскости Солнечной системы.

Самый известный ОРД, бесспорно, Эрида, карликовая планета, большая по размерам, чем Плутон.

Большинство астрономов считает, что ОРД начинали свою жизнь как ОПК, но по мере миграции Нептуна по Солнечной системе вырывались на более эксцентрические орбиты. Некоторые ОРД были также рассеяны в другом направлении, они попадали в сторону Солнца и превращались в кентавры и кометы.

Эллиптическая форма орбит ОРД говорит о том, что они становятся нестабильными на протяжении длительных периодов времени и склонны к такого рода «разрывам», вот почему считается, что Рассеянный диск является крупнейшим источником короткопериодических комет.

В НАПРАВЛЕНИИ ООРТА

Что касается самого облака Оорта, то теоретические модели дают основание считать, что оно поделено на две отдельные области: кольцеобразное внутреннее облако (иногда именуемое облаком Хиллса) на расстоянии примерно от 2000 до 20 000 а. е. от Солнца и сферическое внешнее облако, которое начинается примерно в 50 000 а. е. от нашего светила.

В обеих областях вращаются триллионы маленьких комет, каждая диаметром не более пары километров; кроме того, масса только внешнего облака, возможно, равна пяти земным массам.

Здесь засиживаются холодные спящие кометы, которые ожидают будоражащих событий — предположительно, случайного столкновения, приливных волн, поднятых проходящей звездой, которые могут резко вытеснить их в сторону внутренней части Солнечной системы.

    1622      

Поддержите проект Мир Знаний, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзен

Источник: http://mir-znaniy.com/poyas-koypera-i-oblako-oorta/

Облако Оорта

Об облаке Оорта ученые знают только гипотетически: этот участок Солнечной системы настолько удален от Солнца (предположительно на 50-100 тысяч а.е.), что современная техника не в состоянии исследовать ее.

Однако в существовании сферической области на гравитационной границе нашей системы сомнений практически нет.

По расчетам, облако Оорта содержит в себе миллиарды космических объектов, часть из которых становится долгопериодическими и галлеевскими кометами, попадая во внутренние области Солнечной системы.

Догадку о существовании подобной области высказал в 1932 году эстонец Эрнст Эпик. В 1950 ничего не подозревающий об этой гипотезе нидерландец Ян Оорт предложил и обосновал такую же идею о внешнем облаке из небесных тел (комет) – его имя, в конечном счете, и закрепилось за гипотетическим облаком.

Откуда родом «родина комет»?

Считается, что на заре своего зарождения облако Оорта – точнее, объекты, которые его впоследствии сформировали – находилось гораздо ближе к Солнцу.

Эти объекты составляли часть протопланетного диска, который окружал нашу звезду более 4,5 млрд лет назад.

Когда из диска образовались планеты-гиганты (в их числе Юпитер), большую часть мелких объектов выкинуло на очень вытянутые орбиты в результате гравитационного взаимодействия.

Процесс формирования облака Оорта был чрезвычайно динамичным: выброшенные с ближних орбит объекты постоянно сталкивались, непрерывно шли процессы аккреции и разрушения. По последним расчетам, нынешняя общая масса объектов облака составляет всего лишь 50-100 масс планеты Земля.

Внешние силы

Вероятно, древняя история облака связана с воздействием ближних звезд – если принимать гипотезу о том, что Солнечная система возникала как область звездного скопления. Близкие прохождения соседних звезд могут объяснить эллиптическую форму орбит комет.

Еще один внешний фактор, который мог оказать влияние на формирование облака и возникновение длиннопериодических комет – галактические приливы. На облако Оорта действует не только гравитация Солнца, но и приливные силы нашей галактики. Поскольку на расстоянии 100-200 тысяч а.е.

(примерно так оценивается внешняя граница сферы Оорта) солнечное притяжение слабеет, то воздействие Млечного Пути, вероятно, вытягивает сферу облака в сторону центра Млечного Пути. Соответственно, с двух других сторон сфера сжимается, и орбиты объектов смещаются ближе к Солнцу.

Как считают некоторые исследователи, до 90% долгопериодических комет, пришедших в Солнечную систему из области Оорта, – итог воздействия галактических приливов.

Облако в облаке

Астрофизики условно делят облако Оорта на две части. Внешнее облако имеет сферическую форму и отстоит от нашей звезды на 20-50 тысяч а.е. Именно оттуда родом большинство долгопериодических комет. Предположительно, в этой области находятся несколько триллионов объектов – ядер комет.

Внутренняя часть получила название облако Хиллса, она имеет форму тора («бублика»). Внутреннее облако отстоит от Солнца на 2-20 тысяч а.е. и, вероятно, состоит из гораздо большего количества комет. Высказывается мнение, что небесные тела из облака Хиллса систематически перекочевывают во внешнюю сферическую часть.

Сегодня известно только 4 объекта, которые, по мнению ряда ученых, произошли из облака Оорта: это Седна, претендующая на статус карликовой планеты, а также объекты 2000 CR105, 2006 SQ372 и 2008 KV42 (последний отличается ретроградной орбитой).

Источник: http://planetoved.ru/oort.html

Облако Оорта

Облако О́орта — гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование.

Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляет от 50 000 до 100 000 а. е. — примерно световой год. Это составляет примерно четверть расстояния до Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды.

Пояс Койпера и рассеянный диск, две другие известные области транснептуновых объектов, в тысячу раз меньше облака Оорта.

Внешняя граница облака Оорта определяет гравитационную границу Солнечной системы — сферу Хилла, определяемую для Солнечной системы в 2,0 св. года.

Облако Оорта, как предполагают, включает две отдельные области: сферическое внешнее облако Оорта и внутреннее облако Оорта в форме диска.

Объекты в облаке Оорта в значительной степени состоят из водяных, аммиачных и метановых льдов.

Астрономы полагают, что объекты, составляющие облако Оорта, сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе развития Солнечной системы.

Хотя подтверждённых прямых наблюдений облака Оорта не было, астрономы считают, что оно является источником всех долгопериодических комет и комет галлеевского типа, прилетающих в Солнечную систему, а также многих кентавров и комет семейства Юпитера.

Внешняя часть облака Оорта всего лишь является приблизительной границей Солнечной системы, и, таким образом, она легко может подвергаться воздействию гравитационных сил как проходящих мимо звёзд, так и самой Галактики.

Эти силы иногда заставляют кометы направляться в центральную часть Солнечной системы. Исходя из их орбит, короткопериодические кометы могут происходить из рассеянного диска, а некоторые всё же и из облака Оорта.

Хотя пояс Койпера и более удалённый рассеянный диск наблюдались и измерялись, объектами облака Оорта на данный момент можно предположительно считать только четыре известных объекта: Седну, 2000 CR105, 2006 SQ372 и 2008 KV42

Гипотезы

Впервые идея существования такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году.

В 1950-х идея была независимо выдвинута нидерландским астрофизиком Яном Оортом как средство решить парадокс: в истории существования Солнечной системы орбиты комет непостоянны; в конечном счёте, динамика диктует, что кометы должны либо столкнуться с Солнцем или планетой, либо должны быть выброшены планетными возмущениями из Солнечной системы. Кроме того, их состав из летучих веществ означает, что, поскольку они неоднократно приближаются к Солнцу, излучение постепенно выпаривает их, пока кометы не распадаются или не развивается изолирующая корка, которая предотвращает дальнейшее выпаривание. Таким образом, рассуждал Оорт, кометы, возможно, не сформировались на их текущих орбитах и, должно быть, провели почти всё время своего существования во внешнем облаке.

Существует два класса комет: короткопериодические кометы и долгопериодические кометы. Короткопериодические кометы имеют сравнительно близкие орбиты, с периодом менее 200 лет и малым наклонением к плоскости эклиптики. Долгопериодические кометы имеют очень вытянутые орбиты, порядка тысяч а. е., и появляются со всех наклонений.

Читайте также:  Звезда 96 g. piscium - все о космосе

Оорт отметил, что имеется пик распределения афелиев (наиболее удалённых от Солнца точек орбиты) у долгопериодических комет — примерно 20 000 а. е., который предполагает на этом расстоянии облако комет со сферическим, изотропным распределением. Относительно редкие кометы с орбитами менее 10 000 а. е.

, вероятно, пролетели один или более раз через Солнечную систему, и поэтому имеют такие орбиты, сжатые притяжением планет.

Структура и состав

Считается, что облако Оорта занимает обширную область от 2000—5000 а. е. вплоть до 50 000 а. е. от Солнца. Некоторые оценки помещают внешний край между 100 000 и 200 000 а. е. Эта область может быть подразделена на сферическое внешнее облако Оорта (20 000—50 000 а. е.

) и внутреннее облако Оорта в форме тора (2000—20 000 а. е.). Внешнее облако слабо связано с Солнцем и является источником долгопериодических комет, и, возможно, комет семейства Нептуна.

Внутреннее облако Оорта также известно как облако Хиллса, названное в честь Джека Хиллса, который предположил его существование в 1981 году.

Модели предсказывают, что во внутреннем облаке в десятки или сотни раз больше кометных ядер, чем во внешнем; его считают возможным источником новых комет для пополнения относительно скудного внешнего облака, поскольку оно постепенно исчерпывается. Облако Хиллса объясняет столь длительное существование облака Оорта в течение миллиардов лет.

Внешнее облако Оорта, как предполагают, содержит несколько триллионов ядер комет, больших чем приблизительно 1,3 км (приблизительно 500 миллиардов с абсолютной звёздной величиной более яркой чем 10,9), со средним расстоянием между кометами несколько десятков миллионов километров.

Его полная масса достоверно не известна, но, предполагая, что комета Галлея — подходящий опытный образец для всех комет в пределах внешнего облака Оорта, предполагаемая объединённая масса равна 3·1025 кг, или примерно в пять раз больше массы Земли.

Ранее считалось, что облако более массивное (до 380 земных масс), но новейшие познания в распределении размеров долгопериодических комет привели к намного более низким оценкам. Масса внутреннего облака Оорта в настоящее время неизвестна.

Исходя из проведённых исследований комет, можно предположить, что подавляющее большинство объектов облака Оорта состоят из различных льдов, образованных такими веществами, как вода, метан, этан, угарный газ и циановодород.

Однако открытие объекта 1996 PW, астероида с орбитой, более типичной для долгопериодических комет, наводит на мысль, что в облаке Оорта могут быть и скалистые объекты.

Анализ соотношения изотопов углерода и азота в кометах как облака Оорта, так и семейства Юпитера показывает лишь небольшие различия, несмотря на их весьма обособленные области происхождения. Из этого следует, что объекты этих областей произошли из исходного протосолнечного облака.

Это заключение также подтверждено исследованиями размеров частиц в кометах облака Оорта и недавним исследованием столкновения космического зонда Deep Impact с кометой Темпеля 1, относящейся к семейству Юпитера.

Происхождение

Считается, что облако Оорта является остатком исходного протопланетного диска, который сформировался вокруг Солнца приблизительно 4,6 миллиарда лет назад.

В соответствии с широко принятой гипотезой объекты облака Оорта первоначально формировались намного ближе к Солнцу в том же процессе, в котором образовались и планеты, и астероиды, но гравитационное взаимодействие с молодыми планетами-гигантами, такими, как Юпитер, отбросило объекты на чрезвычайно вытянутые эллиптические или параболические орбиты. Моделирование развития облака Оорта от истоков возникновения Солнечной системы до текущего периода показывает, что масса облака достигла максимума спустя приблизительно 800 миллионов лет после формирования, поскольку темп аккреции и столкновений замедлился и скорость истощения облака начала обгонять скорость пополнения.

Модель Хулио Анхеля Фернандеса предполагает, что рассеянный диск, который является главным источником короткопериодических комет в Солнечной системе, также мог бы быть основным источником объектов облака Оорта.

Согласно модели, приблизительно половина объектов рассеянного диска перемещена наружу в облако Оорта, в то время как четверть сдвинута внутрь орбиты Юпитера и четверть выброшена на гиперболические орбиты. Рассеянный диск, может быть, всё ещё снабжает облако Оорта материалом.

В результате одна треть текущих объектов рассеянного диска, вероятно, попадёт в облако Оорта через 2,5 миллиарда лет.

Компьютерные модели показывают, что столкновения кометного материала во время периода формирования играли намного большую роль, чем считали ранее.

Согласно этим моделям, количество столкновений в ранней истории Солнечной системы было настолько большим, что большинство комет было разрушено прежде, чем они достигли облака Оорта.

Поэтому, текущая совокупная масса облака Оорта гораздо меньше, чем когда-то полагали. Предполагаемая масса облака составляет только малую часть выброшенного материала в 50—100 масс Земли.

Гравитационное взаимодействие с соседними звёздами и галактические приливные силы изменили кометные орбиты — сделали их более круглыми. Это объясняет почти сферическую форму внешнего облака Оорта. И облако Хиллса, которое сильнее связано с Солнцем, в итоге должно все же приобрести сферическую форму.

Недавние исследования показали, что формирование облака Оорта определённо совместимо с гипотезой, что Солнечная система формировалась как часть звёздного скопления в 200—400 звёзд.

Эти ранние ближайшие звёзды, вероятно, играли роль в формировании облака, так как в пределах скопления число близких проходов звёзд было намного выше, чем сегодня, приводя к намного более частым возмущениям.

Кометы

Полагают, что у комет имеется две отдельные области происхождения в Солнечной системе. Короткопериодические кометы (с периодами до 200 лет) по общепринятой теории происходят из пояса Койпера или рассеянного диска, двух связанных плоских дисков ледяного материала, начинающихся в районе орбиты Плутона около 38 а.

е. и совместно простирающихся вплоть до 100 а. е. от Солнца. В свою очередь считают, что долгопериодические кометы, такие как комета Хейла — Боппа, с периодами в тысячи лет, происходят из облака Оорта.

Орбиты в пределах пояса Койпера относительно устойчивы, и поэтому предполагают, что оттуда происходят лишь немногие кометы. Рассеянный диск же динамически активен и является намного более вероятным местом происхождения комет.

Кометы переходят из рассеянного диска в сферу внешних планет, становясь объектами, известными как кентавры. Затем кентавры переходят на внутренние орбиты и становятся короткопериодическими кометами.

Имеется два основных семейства короткопериодических комет: семейство Юпитера (с большими полуосями менее 5 а. е.) и семейство Нептуна, или галлеевское семейство (такое название дано из-за сходства их орбит с орбитой кометы Галлея).

Кометы семейства Нептуна необычны, так как, хотя они и являются короткопериодическими, их первичная область происхождения — облако Оорта, а не рассеянный диск. Предполагают, основываясь на их орбитах, что они были долгопериодическими кометами, а затем были захвачены притяжением планет-гигантов и перенаправлены во внутреннюю область Солнечной системы.

Этот процесс, возможно, также повлиял на орбиты существенной части комет семейства Юпитера, хотя большинство этих комет, как полагают, произошли в рассеянном диске.

Оорт отметил, что число возвращающихся комет гораздо меньше, чем предсказано по его модели и эта проблема всё ещё не решена. Никакой известный динамический процесс не может объяснить меньшее количество наблюдаемых комет.

Гипотезами этого несоответствия являются: разрушение комет из-за приливных усилий, столкновений или нагрева; потеря всех летучих веществ, вызывающая необнаруживаемость некоторых комет или формирование изолирующей корки на поверхности.

Продолжительные исследования комет облака Оорта показали, что их распространённость в области внешних планет в несколько раз выше, чем в области внутренних планет.

Это несоответствие могло произойти из-за притяжения Юпитера, который действует как своего рода барьер, захватывающий поступающие кометы в ловушку и заставляющий столкнуться их с ним, как это было с кометой Шумейкеров — Леви 9 в 1994 году.

Приливные эффекты

Считают, что текущие позиции большинства комет, замеченных недалеко от Солнца, объясняются гравитационным искажением облака Оорта приливными силами, вызванными Галактикой Млечный Путь.

Так же, как приливные силы Луны изгибают и искажают океаны Земли, вызывая приливы и отливы, таким же образом галактические приливные силы изгибают и искажают орбиты тел во внешней Солнечной системе, притягивая их к центру Галактики. Во внутренней Солнечной системе эти эффекты незначительны по сравнению с гравитацией Солнца.

Однако во внешней Солнечной системе тяготение Солнца более слабо и градиент поля тяготения Млечного пути играет намного более значимую роль. Из-за этого градиента галактические приливные силы могут исказить сферическое облако Оорта, растягивая облако в направлении галактического центра и сжимая его вдоль двух других осей.

Эти слабые галактические возмущения могут быть достаточными, чтобы сместить объекты облака Оорта с их орбит по направлению к Солнцу. Расстояние, на котором сила притяжения Солнца уступает своё влияние галактическому приливу, называют приливным радиусом усечения. Он находится в радиусе 100 000—200 000 а. е. и отмечает внешнюю границу облака Оорта.

Некоторые учёные выдвигают теорию — возможно, галактические приливные силы способствовали формированию облака Оорта, увеличивая перигелий планетезималей с большими афелиями. Эффекты галактического прилива весьма сложны и сильно зависят от поведения индивидуальных объектов планетарной системы.

Тем не менее, совокупный эффект может быть весьма существенным: происхождение до 90 % комет из облака Оорта может быть вызвано галактическим приливом.

Статистические модели орбит наблюдаемых долгопериодических комет показывают, что галактический прилив — основной источник возмущений орбит, смещающий их к внутренней Солнечной системе.

Источник: http://rusnasa.ru/solnechnaya-sistema/14-oblako-oorta.html

Ссылка на основную публикацию