Durante miles de años, los astrónomos han observado a los cometas viajar cerca de la Tierra e iluminar el cielo nocturno. Con el tiempo, estas observaciones llevaron a una serie de paradojas. Por ejemplo, ¿de dónde venían todos estos cometas? Y si el material de su superficie se vaporiza a medida que se acercan al Sol (formando así sus famosos halos), deben formarse más lejos, donde habrían existido allí durante la mayor parte de su vida.

Con el tiempo, estas observaciones llevaron a la teoría de que mucho más allá del Sol y los planetas, existe una gran nube de material helado y roca de donde provienen la mayoría de estos cometas. Esta existencia de esta nube, que se conoce como la Nube de Oort (en honor a su principal fundador teórico), sigue sin demostrarse. Pero de los muchos cometas de períodos cortos y largos que se cree que provienen de allí, los astrónomos han aprendido mucho sobre su estructura y composición.

Definición:

La Nube de Oort es una nube esférica teórica de planetesimales predominantemente helados que se cree que rodea al Sol a una distancia de alrededor de 100.000 AU (2 ly). Esto lo coloca en el espacio interestelar, más allá de la Heliosfera del Sol, donde define el límite cosmológico entre el Sistema Solar y la región de dominio gravitacional del Sol.

Como el Cinturón de Kuiper y el Disco disperso, la Nube de Oort es un depósito de objetos transneptunianos, aunque está miles de veces más distante de nuestro Sol que estos otros dos. La idea de una nube de infinitesimales helados fue propuesta por primera vez en 1932 por el astrónomo estonio Ernst Öpik, quien postuló que los cometas de período largo se originaron en una nube en órbita en el borde más externo del Sistema Solar.

En 1950, el concepto fue resucitado por Jan Oort, quien de manera independiente planteó la hipótesis de su existencia para explicar el comportamiento de los cometas a largo plazo. Aunque aún no se ha demostrado mediante observación directa, la existencia de la Nube de Oort es ampliamente aceptada en la comunidad científica.

Estructura y Composición:

La nube exterior de Oort puede tener billones de objetos de más de 1 km (0,62 millas) y miles de millones que miden 20 kilómetros (12 millas) de diámetro. Su masa total no se conoce, pero, asumiendo que el cometa Halley es una representación típica de los objetos externos de la Nube de Oort, tiene una masa combinada de aproximadamente 3 × 1025 kilogramos (6,6 × 1025 libras), o cinco Tierras.

Según los análisis de cometas pasados, la gran mayoría de los objetos de la Nube de Oort están compuestos de volátiles helados, como agua, metano, etano, monóxido de carbono, cianuro de hidrógeno y amoníaco. La aparición de asteroides que se cree que se originan en la Nube de Oort también ha provocado una investigación teórica que sugiere que la población está formada por un 1-2% de asteroides.

Estimaciones anteriores situaron su masa en 380 masas terrestres, pero mejoraron el conocimiento de la distribución del tamaño de los cometas de períodos prolongados ha llevado a estimaciones más bajas. Mientras tanto, la masa de la Nube de Oort interior aún no se ha caracterizado. El contenido tanto del cinturón de Kuiper como de la nube de Oort se conoce como objetos transneptunianos (TNO), porque los objetos de ambas regiones tienen órbitas que están más lejos del Sol que la órbita de Neptuno.

Origen:

Se cree que la nube de Oort es un remanente del disco protoplanetario original que se formó alrededor del Sol hace aproximadamente 4.600 millones de años. La hipótesis más aceptada es que los objetos de la nube de Oort inicialmente se fusionaron mucho más cerca del Sol como parte del mismo proceso que formó los planetas y los planetas menores, pero que la interacción gravitacional con gigantes gaseosos jóvenes como Júpiter los expulsó en forma elíptica o elíptica extremadamente larga. órbitas parabólicas.

Investigaciones recientes de la NASA sugieren que una gran cantidad de objetos de la nube de Oort son el producto de un intercambio de materiales entre el Sol y sus estrellas hermanas a medida que se formaron y se separaron. También se sugiere que muchos – posiblemente la mayoría – de los objetos de la nube de Oort no se formaron en las proximidades del Sol.

Alessandro Morbidelli del Observatoire de la Cote d’Azur ha realizado simulaciones sobre la evolución de la nube de Oort desde los inicios del Sistema Solar hasta el presente. Estas simulaciones indican que la interacción gravitacional con estrellas cercanas y mareas galácticas modificó las órbitas de los cometas para hacerlas más circulares. Esto se ofrece como una explicación de por qué la nube de Oort exterior tiene una forma casi esférica mientras que la nube de Hills, que está unida más fuertemente al Sol, no ha adquirido una forma esférica.

Estudios recientes han demostrado que la formación de la nube de Oort es ampliamente compatible con la hipótesis de que el Sistema Solar se formó como parte de un cúmulo integrado de 200 a 400 estrellas. Estas primeras estrellas probablemente jugaron un papel en la formación de la nube, ya que el número de pasajes estelares cercanos dentro del cúmulo era mucho mayor que en la actualidad, lo que genera perturbaciones mucho más frecuentes.

Cometas:

Se cree que los cometas tienen dos puntos de origen dentro del Sistema Solar. Comienzan como infinitesimales en la Nube de Oort y luego se convierten en cometas cuando las estrellas que pasan sacan a algunos de ellos de sus órbitas, enviándolos a una órbita a largo plazo que los lleva al interior del sistema solar y de nuevo.

Los cometas de período corto tienen órbitas que duran hasta doscientos años, mientras que las órbitas de los cometas de período largo pueden durar miles de años. Mientras que se cree que los cometas de período corto surgieron del Cinturón de Kuiper o del disco disperso, la hipótesis aceptada es que los cometas de período largo se originan en la Nube de Oort. Sin embargo, existen algunas excepciones a esta regla.

Por ejemplo, hay dos variedades principales de cometas de período corto: los cometas de la familia Júpiter y los cometas de la familia Halley. Los cometas de la familia Halley, llamados así por su prototipo (el cometa Halley), son inusuales en el sentido de que, aunque tienen un período corto, se cree que se originaron en la nube de Oort. Según sus órbitas, se sugiere que alguna vez fueron cometas de largo período que fueron capturados por la gravedad de un gigante gaseoso y enviados al interior del Sistema Solar.

Exploración:

Porque la Nube de Oort está mucho más lejos que Kuiper Belt, la región permaneció inexplorada y en gran parte indocumentada. Las sondas espaciales aún no han alcanzado el área de la nube de Oort, y es probable que la Voyager 1, la más rápida y más lejana de las sondas espaciales interplanetarias que actualmente salen del Sistema Solar, no proporcione ninguna información al respecto.

En A su velocidad actual, la Voyager 1 llegará a la nube de Oort en unos 300 años y tardará unos 30.000 años en atravesarla. Sin embargo, alrededor de 2025, los generadores termoeléctricos de radioisótopos de la sonda ya no proporcionarán energía suficiente para operar ninguno de sus instrumentos científicos. Las otras cuatro sondas que escapan actualmente del Sistema Solar (Voyager 2, Pioneer 10 y 11 y New Horizons) tampoco serán funcionales cuando lleguen a la nube de Oort.

Explorando la Nube de Oort presenta numerosas dificultades, la mayoría de las cuales surgen del hecho de que está increíblemente distante de la Tierra. Para cuando una sonda robótica pueda alcanzarlo y comenzar a explorar el área en serio, habrán pasado siglos aquí en la Tierra. No solo los que lo enviaron en primer lugar estarían muertos hace mucho tiempo, sino que la humanidad probablemente habrá inventado sondas mucho más sofisticadas o incluso naves tripuladas mientras tanto.

Aún así, los estudios pueden ser (y se llevan a cabo examinando los cometas que escupe periódicamente, y es probable que los observatorios de largo alcance hagan algunos descubrimientos interesantes de esta región del espacio en los próximos años. Es una gran nube. ¿Quién sabe lo que podríamos encontrar al acecho?

Tenemos muchos artículos interesantes sobre la nube de Oort y el sistema solar para Universe Today. Aquí hay un artículo sobre el tamaño del Sistema Solar y otro sobre el diámetro del Sistema Solar. Y aquí está todo lo que necesita saber sobre el cometa Halley y más allá de Plutón.

También puede consultar este artículo de la NASA sobre la nube de Oort y uno de la Universidad de Michigan sobre el origen de los cometas.

No olvides echar un vistazo al podcast de Astronomy Cast. Episodio 64: Plutón y el helado sistema solar exterior y Episodio 292: La nube de Oort.