Po tisíce let astronomové sledovali, jak komety cestují blízko Země a osvětlují noční oblohu. Časem tato pozorování vedla k řadě paradoxů. Například odkud všechny tyto komety pocházejí? A pokud se jejich povrchový materiál odpařuje, když se blíží ke Slunci (a tak vytvářejí své slavné halo), musí se tvořit dál, kde by tam existovaly po většinu svých životů.

Časem tato pozorování vedla k teorii, že daleko za Sluncem a planetami existuje velký oblak ledového materiálu a hornin, odkud většina těchto komet pochází. Tato existence tohoto mraku, který je známý jako Oortův mrak (po svém hlavním teoretickém zakladateli), zůstává neprokázaná. Ale z mnoha krátkodobých a dlouhodobých komet, o nichž se předpokládá, že odtamtud pocházejí, se astronomové hodně dozvěděli o struktuře a složení této planety.

Definice:

Oortův mrak je teoretický sférický mrak převážně ledových planetesimálů, o kterém se předpokládá, že obklopuje Slunce ve vzdálenosti až kolem 100 000 AU (2 ly). Toto jej umisťuje do mezihvězdného prostoru, za sluneční heliosféru, kde definuje kosmologickou hranici mezi sluneční soustavou a oblastí gravitační dominance Slunce.

Jako Kuiperův pás a Rozptýlený disk, Oortův mrak je rezervoárem transneptunských objektů, i když je od našeho Slunce více než tisíckrát vzdálenější než tyto další dva. Myšlenka na oblak ledových nekonečen byla poprvé navržena v roce 1932 estonským astronomem Ernstem Öpikem, který předpokládal, že dlouhodobé komety vznikly v obíhajícím mraku na nejvzdálenějším okraji sluneční soustavy.

V roce 1950 koncept byl vzkříšen Janem Oortem, který nezávisle předpokládal jeho existenci, aby vysvětlil chování dlouhodobých komet. Ačkoli to dosud nebylo prokázáno přímým pozorováním, existence Oortova mraku je ve vědecké komunitě široce přijímána.

Struktura a složení:

Vnější Oortův mrak může mít biliony objektů větších než 1 km (0,62 mi) a miliardy, které měří v průměru 20 kilometrů (12 mi). Jeho celková hmotnost není známa, ale – za předpokladu, že Halleyova kometa je typickým znázorněním vnějších objektů Oortova mraku – má kombinovanou hmotnost zhruba 3 × 1025 kilogramů (6,6 × 1025 liber) neboli pět Země.

Na základě analýz minulých komet se drtivá většina objektů Oort Cloud skládá z ledových těkavých látek – jako je voda, methan, etan, oxid uhelnatý, kyanovodík a amoniak. Vzhled asteroidů, o nichž se předpokládá, že pocházejí z Oortova oblaku, také podnítil teoretický výzkum, který naznačuje, že populace se skládá z 1–2% asteroidů.

Dřívější odhady uváděly jeho hmotnost až 380 hmotností Země, ale zlepšily se znalost distribuce velikosti komet s dlouhou periodou vedla k nižším odhadům. Hmotu vnitřního Oortova mraku zatím není třeba charakterizovat. Obsah Kuiperova pásu a Oortova oblaku jsou známy jako transneptunské objekty (TNO), protože objekty obou regionů mají oběžné dráhy, které jsou dále od Slunce než na oběžnou dráhu Neptuna.

Původ:

Oortův mrak je považován za pozůstatek původního protoplanetárního disku, který se vytvořil kolem Slunce přibližně před 4,6 miliardami let. Nejrozšířenější hypotézou je, že objekty Oortova mraku se zpočátku splynuly mnohem blíže ke Slunci jako součást stejného procesu, který vytvořil planety a menší planety, ale že gravitační interakce s mladými plynovými obry, jako je Jupiter, je vyhodila do extrémně dlouhých eliptických nebo parabolické oběžné dráhy.

Nedávný výzkum NASA naznačuje, že velké množství Oortových oblačných objektů je produktem výměny materiálů mezi Sluncem a jeho sourozeneckými hvězdami, jak se formovaly a oddělovaly od sebe. Rovněž se navrhuje, aby mnoho – možná většina – Oortových mraků nebylo vytvořeno v těsné blízkosti Slunce.

Alessandro Morbidelli z Observatoire de la Cote d’Azur provedl simulace vývoje Oortův mrak od počátků sluneční soustavy po současnost. Tyto simulace naznačují, že gravitační interakce s blízkými hvězdami a galaktickými přílivy změnila kometární dráhy tak, aby byly více kruhové. Toto je nabízeno jako vysvětlení, proč má vnější Oortův oblak téměř kulovitý tvar, zatímco mrak Hills, který je silněji svázán se Sluncem, nezískal sférický tvar.

Nedávné studie ukázaly, že vznik Oortova mraku je obecně kompatibilní s hypotézou, že sluneční soustava vznikl jako součást vložené kupy 200–400 hvězd. Tyto rané hvězdy pravděpodobně hrály roli při formování oblaku, protože počet blízkých hvězdných pasáží v kupě byl mnohem vyšší než dnes, což vedlo k mnohem častějším poruchám.

Komety:

Předpokládá se, že komety mají ve sluneční soustavě dva počáteční body. Začínají jako nekonečně malá v Oortově mračnu a poté se stávají kometami, když procházející hvězdy vyřadily některé z jejich oběžných drah a posílají je na dlouhodobou oběžnou dráhu, která je zavede do vnitřní sluneční soustavy a zase ven.

Krátkodobé komety mají oběžné dráhy, které trvají až dvě stě let, zatímco oběžné dráhy dlouhodobých komet mohou trvat tisíce let. Zatímco se předpokládá, že komety s krátkou periodou se objevily buď z Kuiperova pásu nebo z rozptýleného disku, přijatá hypotéza je, že komety s dlouhou periodou pocházejí z Oortova oblaku. Z tohoto pravidla však existují určité výjimky.

Například existují dvě hlavní varianty krátkodobé komety: komety rodiny Jupiter a komety rodiny Halley. Komety rodiny Halley, pojmenované podle jejich prototypu (Halleyova kometa), jsou neobvyklé v tom, že i když mají krátkou dobu, předpokládá se, že pocházejí z Oortova mraku. Na základě jejich oběžných drah se navrhuje, že se jednalo o komety s dlouhou periodou, které byly zachyceny gravitací plynného obra a odeslány do vnitřní sluneční soustavy.

Průzkum:

Protože Oortův mrak je mnohem dále než Kuiper Pás, region zůstal neprozkoumaný a do značné míry nezdokumentovaný. Vesmírné sondy dosud nedosáhly oblasti Oortova oblaku a Voyager 1 – nejrychlejší a nejvzdálenější z meziplanetárních kosmických sond, které v současné době opouštějí sluneční soustavu – o ní pravděpodobně neposkytne žádné informace.

Na jeho současná rychlost, Voyager 1 dosáhne Oortova mraku asi za 300 let a jeho průchodem bude trvat asi 30 000 let. Kolem roku 2025 však již radioizotopové termoelektrické generátory sondy nebudou dodávat dostatek energie pro provoz některého z jejích vědeckých přístrojů. Další čtyři sondy aktuálně unikající sluneční soustavě – Voyager 2, Pioneer 10 a 11 a New Horizons – budou také nefunkční, když dosáhnou Oortova oblaku.

Zkoumání Oortův mrak představuje řadu obtíží, z nichž většina vyplývá ze skutečnosti, že je neuvěřitelně vzdálená od Země. Než se k ní robotická sonda skutečně dostane a začne vážně zkoumat oblast, uběhnou na Zemi staletí. Nejen, že by ti, kteří to poslali, byli dávno mrtví, ale lidstvo mezitím pravděpodobně vynalezlo mnohem sofistikovanější sondy nebo dokonce plavidlo s posádkou.

Přesto mohou být studie (a jsou) prováděny zkoumáním komet, které pravidelně vyplivuje, a observatoře s dlouhým dosahem pravděpodobně v následujících letech provedou z této oblasti vesmíru nějaké zajímavé objevy. Je to velký mrak. Kdo ví, co bychom tam mohli číhat?

Máme mnoho zajímavých článků o Oortově cloudu a sluneční soustavě pro dnešní vesmír. Zde je článek o tom, jak velká je sluneční soustava a jeden o průměru sluneční soustavy. A tady je vše, co potřebujete vědět o Halleyově kometě a za Plutem.

Možná si také budete chtít přečíst tento článek NASA o Oortově cloudu a jeden z University of Michigan o původu komet.

Nezapomeňte se podívat na podcast od Astronomy Cast. Epizoda 64: Pluto a Icy Outer Solar System a Episode 292: The Oort Cloud.