Per migliaia di anni gli astronomi hanno osservato le comete viaggiare vicino alla Terra e illuminare il cielo notturno. Col tempo, queste osservazioni hanno portato a una serie di paradossi. Ad esempio, da dove provenivano tutte queste comete? E se il loro materiale di superficie vaporizza mentre si avvicinano al Sole (formando così i loro famosi aloni), devono formarsi più lontano, dove sarebbero esistiti lì per la maggior parte della loro vita.

Col tempo, queste osservazioni hanno portato alla teoria che ben oltre il Sole e i pianeti, esiste una grande nuvola di materiale ghiacciato e roccia da cui proviene la maggior parte di queste comete. Questa esistenza di questa nuvola, nota come Oort Cloud (dal nome del suo principale fondatore teorico), rimane non dimostrata. Ma dalle molte comete di breve e lungo periodo che si ritiene provengano da lì, gli astronomi hanno imparato molto su struttura e composizione.

Definizione:

La nube di Oort è una nuvola sferica teorica di planetesimi prevalentemente ghiacciati che si ritiene circondi il Sole a una distanza fino a circa 100.000 UA (2 ly). Questo lo colloca nello spazio interstellare, oltre l’Eliosfera del Sole, dove definisce il confine cosmologico tra il Sistema Solare e la regione del dominio gravitazionale del Sole.

Come la Cintura di Kuiper e la Disco Disperso, la Nuvola di Oort è un serbatoio di oggetti transnettuniani, sebbene sia oltre migliaia di volte più distante dal nostro Sole di questi altri due. L’idea di una nuvola di ghiacci infinitesimali fu proposta per la prima volta nel 1932 dall’astronomo estone Ernst Öpik, che postulò che le comete di lungo periodo provenissero da una nuvola orbitante all’estremità più esterna del Sistema Solare.

Nel 1950, il concetto è stato resuscitato da Jan Oort, che ha ipotizzato in modo indipendente la sua esistenza per spiegare il comportamento delle comete a lungo termine. Sebbene non sia stata ancora dimostrata attraverso l’osservazione diretta, l’esistenza della nuvola di Oort è ampiamente accettata nella comunità scientifica.

Struttura e composizione:

La nube di Oort esterna può contenere trilioni di oggetti più grandi di 1 km (0,62 mi) e miliardi che misurano 20 chilometri (12 mi) di diametro. La sua massa totale non è nota, ma, supponendo che la cometa di Halley sia una rappresentazione tipica degli oggetti esterni della Nuvola di Oort, ha la massa combinata di circa 3 × 1025 chilogrammi (6,6 × 1025 libbre), o cinque Terre.

Sulla base delle analisi delle comete del passato, la stragrande maggioranza degli oggetti della nuvola di Oort è composta da volatili ghiacciati, come acqua, metano, etano, monossido di carbonio, acido cianidrico e ammoniaca. La comparsa di asteroidi che si pensa provenissero dalla nube di Oort ha anche stimolato la ricerca teorica che suggerisce che la popolazione è composta dall’1-2% di asteroidi.

Stime precedenti hanno indicato la sua massa fino a 380 masse terrestri, ma sono migliorate la conoscenza della distribuzione dimensionale delle comete di lungo periodo ha portato a stime inferiori. La massa della nuvola di Oort interna, nel frattempo, deve ancora essere caratterizzata. I contenuti sia della fascia di Kuiper che della nube di Oort sono noti come oggetti transnettuniani (TNO), perché gli oggetti di entrambe le regioni hanno orbite più lontane dal Sole rispetto all’orbita di Nettuno.

Origine:

Si ritiene che la nube di Oort sia un residuo del disco protoplanetario originale che si è formato intorno al Sole circa 4,6 miliardi di anni fa. L’ipotesi più ampiamente accettata è che gli oggetti della nube di Oort si siano inizialmente coalizzati molto più vicino al Sole come parte dello stesso processo che ha formato i pianeti e i pianeti minori, ma che l’interazione gravitazionale con giovani giganti gassosi come Giove li abbia espulsi in un’ellittica estremamente lunga o orbite paraboliche.

Recenti ricerche della NASA suggeriscono che un gran numero di oggetti della nube di Oort sono il prodotto di uno scambio di materiali tra il Sole e le sue stelle gemelle mentre si sono formati e si sono allontanati. Si suggerisce anche che molti – forse la maggior parte – degli oggetti della nube di Oort non si siano formati in prossimità del Sole.

Alessandro Morbidelli dell’Observatoire de la Cote d’Azur ha condotto simulazioni sull’evoluzione di la nuvola di Oort dagli inizi del Sistema Solare ad oggi. Queste simulazioni indicano che l’interazione gravitazionale con le stelle vicine e le maree galattiche hanno modificato le orbite delle comete per renderle più circolari. Questo è offerto come una spiegazione del motivo per cui la nube di Oort esterna è di forma quasi sferica mentre la nube di Hills, che è legata più fortemente al Sole, non ha acquisito una forma sferica.

Studi recenti hanno dimostrato che la formazione della nube di Oort è ampiamente compatibile con l’ipotesi che il Sistema Solare formato come parte di un ammasso incorporato di 200-400 stelle. Queste prime stelle probabilmente hanno svolto un ruolo nella formazione della nuvola, poiché il numero di passaggi stellari ravvicinati all’interno dell’ammasso era molto più alto di oggi, portando a perturbazioni molto più frequenti.

Comete:

Si pensa che le comete abbiano due punti di origine all’interno del Sistema Solare. Iniziano come infinitesimali nella nube di Oort e poi diventano comete quando le stelle di passaggio ne fanno uscire alcune dalle loro orbite, inviandole in un’orbita a lungo termine che le porta nel sistema solare interno e poi di nuovo fuori.

Le comete di breve periodo hanno orbite che durano fino a duecento anni mentre le orbite delle comete di lungo periodo possono durare per migliaia di anni. Mentre si ritiene che le comete di breve periodo siano emerse dalla fascia di Kuiper o dal disco disperso, l’ipotesi accettata è che le comete di lungo periodo abbiano origine nella nube di Oort. Tuttavia, ci sono alcune eccezioni a questa regola.

Ad esempio, ci sono due principali varietà di comete di breve periodo: le comete della famiglia di Giove e le comete della famiglia di Halley. Le comete della famiglia Halley, che prendono il nome dal loro prototipo (la cometa di Halley), sono insolite in quanto, sebbene siano di breve periodo, si ritiene che abbiano avuto origine dalla nube di Oort. Sulla base delle loro orbite, si suggerisce che una volta fossero comete di lungo periodo che furono catturate dalla gravità di un gigante gassoso e inviate nel Sistema Solare interno.

Esplorazione:

Perché la nube di Oort è molto più lontana del Kuiper Belt, la regione è rimasta inesplorata e in gran parte priva di documenti. Le sonde spaziali devono ancora raggiungere l’area della nube di Oort, e la Voyager 1, la più veloce e la più lontana delle sonde spaziali interplanetarie attualmente in uscita dal Sistema Solare, è improbabile che fornisca alcuna informazione su di essa.

alla sua velocità attuale, la Voyager 1 raggiungerà la nube di Oort in circa 300 anni e impiegherà circa 30.000 anni per attraversarla. Tuttavia, intorno al 2025, i generatori termoelettrici a radioisotopi della sonda non forniranno più energia sufficiente per far funzionare nessuno dei suoi strumenti scientifici. Anche le altre quattro sonde attualmente in fuga dal Sistema Solare – Voyager 2, Pioneer 10 e 11 e New Horizons – non funzioneranno quando raggiungeranno la nube di Oort.

Esplorazione la Nuvola di Oort presenta numerose difficoltà, la maggior parte delle quali derivano dal fatto che è incredibilmente distante dalla Terra. Quando una sonda robotica potrebbe effettivamente raggiungerla e iniziare a esplorare l’area sul serio, i secoli saranno passati qui sulla Terra. Non solo coloro che l’avevano inviato in primo luogo sarebbero morti da tempo, ma molto probabilmente l’umanità nel frattempo avrà inventato sonde molto più sofisticate o persino mezzi con equipaggio.

Tuttavia, gli studi possono essere (e sono) condotti esaminando le comete che periodicamente emette e gli osservatori a lungo raggio probabilmente faranno alcune scoperte interessanti da questa regione dello spazio nei prossimi anni. È una grande nuvola. Chissà cosa potremmo trovare in agguato lì dentro?

Abbiamo molti articoli interessanti sulla nuvola di Oort e sul sistema solare per Universe Today. Ecco un articolo su quanto è grande il sistema solare e uno sul diametro del sistema solare. Ed ecco tutto ciò che devi sapere sulla cometa di Halley e oltre Plutone.

Potresti anche dare un’occhiata a questo articolo della NASA sulla nuvola di Oort e uno dell’Università del Michigan sull’origine delle comete.

Non dimenticare di dare un’occhiata al podcast di Astronomy Cast. Episodio 64: Plutone e il gelido sistema solare esterno ed episodio 292: La nuvola di Oort.