Por milhares de anos, os astrônomos observaram cometas viajarem perto da Terra e iluminar o céu noturno. Com o tempo, essas observações levaram a uma série de paradoxos. Por exemplo, de onde vinham todos esses cometas? E se o material de sua superfície vaporiza conforme eles se aproximam do Sol (formando assim seus famosos halos), eles devem se formar mais longe, onde teriam existido durante a maior parte de sua vida.

Com o tempo, essas observações levaram à teoria de que muito além do Sol e dos planetas, existe uma grande nuvem de material gelado e rocha de onde vem a maioria desses cometas. A existência desta nuvem, que é conhecida como Nuvem de Oort (em homenagem a seu principal fundador teórico), permanece não comprovada. Mas dos muitos cometas de curto e longo período que se acredita terem vindo de lá, os astrônomos aprenderam muito sobre sua estrutura e composição.

Definição:

A Nuvem de Oort é uma nuvem esférica teórica de planetesimais predominantemente gelados que se acredita que rodeie o Sol a uma distância de até cerca de 100.000 UA (2 anos). Isso o coloca no espaço interestelar, além da Heliosfera do Sol, onde define a fronteira cosmológica entre o Sistema Solar e a região de dominância gravitacional do Sol.

Como o Cinturão de Kuiper e o Disco Espalhado, a Nuvem de Oort é um reservatório de objetos transnetunianos, embora esteja mais de mil vezes mais distante do nosso Sol do que esses outros dois. A ideia de uma nuvem de infinitesimais gelados foi proposta pela primeira vez em 1932 pelo astrônomo estoniano Ernst Öpik, que postulou que os cometas de longo período se originaram em uma nuvem orbital na borda externa do Sistema Solar.

Em 1950, o conceito foi ressuscitado por Jan Oort, que independentemente formulou a hipótese de sua existência para explicar o comportamento de cometas de longo prazo. Embora ainda não tenha sido comprovada por observação direta, a existência da Nuvem de Oort é amplamente aceita na comunidade científica.

Estrutura e Composição:

A nuvem externa de Oort pode ter trilhões de objetos maiores que 1 km (0,62 mi) e bilhões que medem 20 quilômetros (12 mi) de diâmetro. Sua massa total não é conhecida, mas – assumindo que o cometa de Halley é uma representação típica de objetos externos da nuvem de Oort – ele tem a massa combinada de aproximadamente 3 × 1025 quilogramas (6,6 × 1025 libras), ou cinco Terras.

Com base nas análises de cometas anteriores, a grande maioria dos objetos da Nuvem de Oort são compostos de voláteis gelados – como água, metano, etano, monóxido de carbono, cianeto de hidrogênio e amônia. O aparecimento de asteróides que se acredita serem originários da Nuvem de Oort também motivou pesquisas teóricas que sugerem que a população consiste em 1-2% de asteróides.

Estimativas anteriores colocavam sua massa em 380 massas terrestres, mas melhoraram o conhecimento da distribuição do tamanho dos cometas de longo período levou a estimativas mais baixas. A massa da Nuvem de Oort interna, entretanto, ainda não foi caracterizada. Os conteúdos do Cinturão de Kuiper e da Nuvem de Oort são conhecidos como Objetos Transneptunianos (TNOs), porque os objetos de ambas as regiões têm órbitas que estão mais longe do Sol do que a órbita de Netuno.

Origem:

Acredita-se que a nuvem de Oort seja um remanescente do disco protoplanetário original que se formou em torno do Sol há aproximadamente 4,6 bilhões de anos. A hipótese mais amplamente aceita é que os objetos da nuvem de Oort inicialmente coalesceram muito mais perto do Sol como parte do mesmo processo que formou os planetas e planetas menores, mas essa interação gravitacional com jovens gigantes gasosos como Júpiter os ejetou em elípticos extremamente longos ou órbitas parabólicas.

Uma pesquisa recente da NASA sugere que um grande número de objetos da nuvem de Oort são o produto de uma troca de materiais entre o Sol e suas estrelas irmãs à medida que se formaram e se separaram. Também é sugerido que muitos – possivelmente a maioria – dos objetos da nuvem de Oort não foram formados nas proximidades do Sol.

Alessandro Morbidelli do Observatoire de la Cote d’Azur conduziu simulações sobre a evolução de a nuvem de Oort desde o início do Sistema Solar até o presente. Essas simulações indicam que a interação gravitacional com estrelas próximas e marés galácticas modificou as órbitas cometárias para torná-las mais circulares. Isso é oferecido como uma explicação de por que a nuvem externa de Oort é quase esférica em forma, enquanto a nuvem Hills, que está ligada mais fortemente ao Sol, não adquiriu uma forma esférica.

Estudos recentes têm mostrado que a formação da nuvem de Oort é amplamente compatível com a hipótese de que o Sistema Solar formado como parte de um aglomerado embutido de 200-400 estrelas. Essas primeiras estrelas provavelmente desempenharam um papel na formação da nuvem, uma vez que o número de passagens estelares próximas dentro do aglomerado era muito maior do que hoje, levando a perturbações muito mais frequentes.

Cometas:

Acredita-se que os cometas tenham dois pontos de origem no Sistema Solar. Eles começam como infinitesimais na Nuvem de Oort e depois se tornam cometas quando as estrelas que passam tiram alguns deles de suas órbitas, enviando-os para uma órbita de longo prazo que os leva para o interior do sistema solar e para fora novamente.

Os cometas de período curto têm órbitas que duram até duzentos anos, enquanto as órbitas dos cometas de período longo podem durar milhares de anos. Considerando que se acredita que cometas de período curto surgiram do Cinturão de Kuiper ou do disco espalhado, a hipótese aceita é que cometas de período longo se originam na Nuvem de Oort. No entanto, existem algumas exceções a esta regra.

Por exemplo, existem duas variedades principais de cometas de curto período: cometas da família de Júpiter e cometas da família de Halley. Os cometas da família Halley, nomeados por seu protótipo (Cometa Halley) são incomuns porque, embora tenham um período curto, acredita-se que tenham se originado da nuvem de Oort. Com base em suas órbitas, sugere-se que eles já foram cometas de longo período que foram capturados pela gravidade de um gigante gasoso e enviados para o interior do Sistema Solar.

Exploração:

Porque a Nuvem de Oort está muito mais distante do que Kuiper Belt, a região permaneceu inexplorada e em grande parte indocumentada. As sondas espaciais ainda não alcançaram a área da nuvem de Oort, e a Voyager 1 – a mais rápida e mais distante das sondas espaciais interplanetárias atualmente saindo do Sistema Solar – provavelmente não fornecerá nenhuma informação sobre ela.

Em sua velocidade atual, a Voyager 1 alcançará a nuvem de Oort em cerca de 300 anos, e levará cerca de 30.000 anos para passar por ela. No entanto, por volta de 2025, os geradores termoelétricos de radioisótopos da sonda não fornecerão mais energia suficiente para operar qualquer um de seus instrumentos científicos. As outras quatro sondas atualmente escapando do Sistema Solar – Voyager 2, Pioneer 10 e 11 e New Horizons – também não funcionarão quando chegarem à nuvem Oort.

Explorando a Nuvem de Oort apresenta inúmeras dificuldades, muitas das quais decorrem do fato de ser incrivelmente distante da Terra. Quando uma sonda robótica puder realmente alcançá-lo e começar a explorar a área a sério, séculos terão se passado aqui na Terra. Não apenas aqueles que o enviaram em primeiro lugar estariam mortos há muito tempo, mas a humanidade provavelmente terá inventado sondas muito mais sofisticadas ou mesmo naves tripuladas nesse meio tempo.

Ainda assim, os estudos podem ser (e são) conduzida examinando os cometas que ele lança periodicamente, e observatórios de longo alcance provavelmente farão algumas descobertas interessantes nesta região do espaço nos próximos anos. É uma grande nuvem. Quem sabe o que podemos encontrar escondido lá?

Temos muitos artigos interessantes sobre a Nuvem de Oort e o Sistema Solar para o Universo hoje. Aqui está um artigo sobre o tamanho do Sistema Solar e outro sobre o diâmetro do Sistema Solar. E aqui está tudo o que você precisa saber sobre o cometa Halley e além de Plutão.

Você também pode conferir este artigo da NASA sobre a nuvem de Oort e um da Universidade de Michigan sobre a origem dos cometas.

Não se esqueça de dar uma olhada no podcast do Astronomy Cast. Episódio 64: Plutão e o Sistema Solar Externo Gelado e Episódio 292: A Nuvem de Oort.