I tusenvis av år har astronomer sett kometer reise nær Jorden og lyse opp nattehimmelen. Med tiden førte disse observasjonene til en rekke paradokser. For eksempel, hvor kom disse kometene alle fra? Og hvis overflatematerialet fordamper når de nærmer seg solen (og dermed danner deres berømte glorier), må de dannes lenger borte, der de ville ha eksistert der for det meste av deres levetid.

Med tiden førte disse observasjonene til teorien om at det ligger langt utenfor solen og planetene, en stor sky av isete materiale og stein der de fleste av disse kometene kommer fra. Denne eksistensen av denne skyen, som er kjent som Oort Cloud (etter dens viktigste teoretiske grunnlegger), forblir uprøvd. Men fra de mange korte og langvarige kometer som antas å ha kommet derfra, har astronomer lært mye om strukturen og sammensetningen.

Definisjon:

Oort Cloud er en teoretisk sfærisk sky av overveiende isete planetesimals som antas å omslutte solen i en avstand på opptil rundt 100.000 AU (2 ly). Dette plasserer det i det interstellare rommet, utenfor solens heliosfære der det definerer den kosmologiske grensen mellom solsystemet og regionen til solens gravitasjonsdominans.

Som Kuiperbeltet og Spredt plate, Oort Cloud er et reservoar av trans-neptuniske gjenstander, selv om det er tusenvis ganger mer fjernt fra solen vår som disse to andre. Ideen om en sky av isete uendelige dyr ble først foreslått i 1932 av den estiske astronomen Ernst Öpik, som postulerte at kometer fra lang tid hadde sitt utspring i en bane i skyen ytterst på solsystemet.

I 1950, konseptet ble gjenopplivet av Jan Oort, som uavhengig antok eksistensen for å forklare oppførselen til langvarige kometer. Selv om det ennå ikke er bevist gjennom direkte observasjon, er eksistensen av Oort Cloud allment akseptert i det vitenskapelige samfunnet.

Struktur og sammensetning:

Den ytre Oort-skyen kan ha billioner av objekter som er større enn 1 km (0,62 mi), og milliarder som måler 20 kilometer (12 mi) i diameter. Den totale massen er ikke kjent, men – forutsatt at Halleys komet er en typisk fremstilling av ytre Oort Cloud-objekter – har den den samlede massen på omtrent 3 × 1025 kilo (6,6 × 1025 pund), eller fem jordarter.

Basert på analyser av tidligere kometer, består de aller fleste Oort Cloud-objekter av isete flyktige stoffer – som vann, metan, etan, karbonmonoksid, hydrogencyanid og ammoniakk. Utseendet til asteroider som antas å stamme fra Oort Cloud har også ført til teoretisk forskning som antyder at befolkningen består av 1-2% asteroider.

Tidligere estimater plasserte massen opp til 380 jordmasser, men forbedret kunnskap om størrelsesfordelingen av langvarige kometer har ført til lavere estimater. Massen av den indre Oort Cloud, i mellomtiden, har ennå ikke blitt karakterisert. Innholdet i både Kuiper Belt og Oort Cloud er kjent som Trans-Neptunian Objects (TNOs), fordi objektene i begge regionene har baner som er lenger fra solen enn Neptuns bane.

Opprinnelse:

Oort-skyen antas å være en rest av den opprinnelige protoplanetære platen som ble dannet rundt solen for cirka 4,6 milliarder år siden. Den mest aksepterte hypotesen er at Oort-skyens gjenstander i utgangspunktet kom sammen nærmere Solen som en del av den samme prosessen som dannet planetene og mindre planeter, men at gravitasjonsinteraksjon med unge gassgiganter som Jupiter kastet dem ut i ekstremt lange elliptiske eller parabolske baner.

Nyere forskning fra NASA antyder at et stort antall Oort-skyobjekter er et produkt av en utveksling av materialer mellom Sola og dets søskenstjerner når de dannet og drev fra hverandre. Det antydes også at mange – muligens flertallet – av Oort-skyobjekter ikke ble dannet i nærheten av solen.

Alessandro Morbidelli fra Observatoire de la Cote d’Azur har gjennomført simuleringer av utviklingen av Oort-skyen fra begynnelsen av solsystemet til i dag. Disse simuleringene indikerer at gravitasjonsinteraksjon med nærliggende stjerner og galaktiske tidevann modifiserte kometerbaner for å gjøre dem mer sirkulære. Dette tilbys som en forklaring på hvorfor den ytre Oort-skyen er nesten sfærisk i form, mens Hills-skyen, som er sterkere bundet til solen, ikke har fått en sfærisk form.

Nyere studier har vist at dannelsen av Oort-skyen i stor grad er kompatibel med hypotesen om at solsystemet dannet som en del av en innebygd klynge på 200–400 stjerner. Disse tidlige stjernene spilte sannsynligvis en rolle i skyens dannelse, siden antallet nære stjernepassasjer i klyngen var mye høyere enn i dag, noe som førte til langt hyppigere forstyrrelser.

Kometer:

Kometer antas å ha to opprinnelsespunkter i solsystemet. De starter som uendelige dyr i Oort Cloud og blir deretter kometer når forbipasserende stjerner slår noen av dem ut av banene sine, og sender dem inn i en langsiktig bane som tar dem inn i det indre solsystemet og ut igjen.

Kortperiode kometer har baner som varer opptil to hundre år, mens banene til langvarige kometer kan vare i tusenvis av år. Mens det antas å ha kommet korte periodekometer enten fra Kuiperbeltet eller den spredte platen, er den aksepterte hypotesen at kometer fra lang tid har sitt utspring i Oort Cloud. Imidlertid er det noen unntak fra denne regelen.

For eksempel er det to hovedvarianter av kortperiode komet: Jupiter-familiekometer og Halley-familiekometer. Halley-familiens kometer, oppkalt etter prototypen (Halleys Comet), er uvanlige fordi de antas å ha sitt utspring fra Oort-skyen, selv om de er korte. Basert på banene deres, antydes det at de en gang var langvarige kometer som ble fanget av tyngdekraften til en gassgigant og sendt inn i det indre solsystemet.

Utforskning:

Fordi Oort Cloud er så mye lenger ut enn Kuiper Belt, regionen forble uutforsket og stort sett papirløs. Romsonder har ennå ikke nådd området til Oort-skyen, og Voyager 1 – den raskeste og lengste av de interplanetære romsondene som for øyeblikket går ut av solsystemet – gir sannsynligvis ingen informasjon om det.

Kl. med sin nåværende hastighet, vil Voyager 1 nå Oort-skyen om cirka 300 år, og det vil ta omtrent 30 000 år å passere den. Imidlertid vil sondens termoelektriske generatorer innen 2025 ikke lenger levere nok strøm til å betjene noen av dens vitenskapelige instrumenter. De andre fire sonder som for øyeblikket rømmer solsystemet – Voyager 2, Pioneer 10 og 11 og New Horizons – vil også være ikke-funksjonelle når de når Oort-skyen.

Utforsking Oort Cloud gir mange vanskeligheter, hvorav de fleste kommer av at den er utrolig fjern fra jorden. Når en robotsonde faktisk kan nå den og begynne å utforske området for alvor, vil århundrer ha gått her på jorden. Ikke bare ville de som hadde sendt den ut i utgangspunktet være lenge døde, men menneskeheten vil mest sannsynlig ha oppfunnet langt mer sofistikerte sonder eller til og med bemannet håndverk i mellomtiden.

Studier kan fremdeles være (og blir) utført ved å undersøke kometer som det jevnlig spytter ut, og langtrekkende observatorier vil sannsynligvis gjøre noen interessante funn fra denne regionen i de kommende årene. Det er en stor sky. Hvem vet hva vi kan finne på lur der inne?

Vi har mange interessante artikler om Oort Cloud og Solar System for Universe Today. Her er en artikkel om hvor stort solsystemet er, og en om solsystemets diameter. Og her er alt du trenger å vite om Halley’s Comet and Beyond Pluto.

Det kan også være lurt å sjekke ut denne artikkelen fra NASA på Oort Cloud og en fra University of Michigan om kometenes opprinnelse.

Ikke glem å ta en titt på podcasten fra Astronomy Cast. Episode 64: Pluto and the Icy Outer Solar System and Episode 292: The Oort Cloud.