Seit Tausenden von Jahren beobachten Astronomen, wie Kometen sich der Erde nähern und den Nachthimmel erhellen. Mit der Zeit führten diese Beobachtungen zu einer Reihe von Paradoxien. Woher kamen zum Beispiel diese Kometen alle? Und wenn ihr Oberflächenmaterial verdampft, wenn sie sich der Sonne nähern (und so ihre berühmten Lichthöfe bilden), müssen sie sich weiter entfernt bilden, wo sie dort die meiste Zeit ihres Lebens bestanden hätten.

Mit der Zeit führten diese Beobachtungen Nach der Theorie, dass weit jenseits der Sonne und der Planeten eine große Wolke aus eisigem Material und Gestein existiert, aus der die meisten dieser Kometen stammen. Diese Existenz dieser Wolke, die als Oort-Wolke (nach ihrem theoretischen Hauptgründer) bekannt ist, bleibt unbewiesen. Aber von den vielen kurz- und langperiodischen Kometen, von denen angenommen wird, dass sie von dort stammen, haben die Astronomen viel über ihre Struktur und Zusammensetzung gelernt.

Definition:

Die Oort-Wolke ist eine theoretische kugelförmige Wolke aus überwiegend eisigen Planetesimalen, von der angenommen wird, dass sie die Sonne in einer Entfernung von bis zu 100.000 AU (2 ly) umgibt. Dies versetzt es in einen interstellaren Raum jenseits der Heliosphäre der Sonne, wo es die kosmologische Grenze zwischen dem Sonnensystem und der Region der Gravitationsdominanz der Sonne definiert.

Wie der Kuipergürtel und der Die Oort Cloud ist ein Reservoir transneptunischer Objekte, obwohl sie mehr als tausendmal weiter von unserer Sonne entfernt ist als diese beiden anderen. Die Idee einer Wolke aus eisigen Infinitesimalen wurde erstmals 1932 vom estnischen Astronomen Ernst Öpik vorgeschlagen, der postulierte, dass langperiodische Kometen aus einer umlaufenden Wolke am äußersten Rand des Sonnensystems stammen.

1950 Das Konzept wurde von Jan Oort wiederbelebt, der unabhängig davon seine Existenz vermutete, um das Verhalten von Langzeitkometen zu erklären. Obwohl dies noch nicht durch direkte Beobachtung nachgewiesen wurde, ist die Existenz der Oort-Wolke in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weit verbreitet.

Struktur und Zusammensetzung:

Die äußere Oort-Wolke kann Billionen von Objekten haben, die größer als 1 km sind, und Milliarden, die einen Durchmesser von 20 Kilometern haben. Seine Gesamtmasse ist nicht bekannt, aber – vorausgesetzt, Halleys Komet ist eine typische Darstellung äußerer Oort Cloud-Objekte – hat er eine Gesamtmasse von ungefähr 3 × 1025 Kilogramm (6,6 × 1025 Pfund) oder fünf Erden.

Basierend auf den Analysen früherer Kometen besteht die überwiegende Mehrheit der Oort Cloud-Objekte aus eisigen flüchtigen Stoffen wie Wasser, Methan, Ethan, Kohlenmonoxid, Cyanwasserstoff und Ammoniak. Das Auftreten von Asteroiden, von denen angenommen wird, dass sie aus der Oort Cloud stammen, hat auch zu theoretischen Untersuchungen geführt, die darauf hindeuten, dass die Population zu 1-2% aus Asteroiden besteht.

Frühere Schätzungen haben ihre Masse auf 380 Erdmassen erhöht, aber verbessert Die Kenntnis der Größenverteilung von langperiodischen Kometen hat zu niedrigeren Schätzungen geführt. Die Masse der inneren Oort-Wolke muss noch charakterisiert werden. Der Inhalt sowohl des Kuipergürtels als auch der Oort-Wolke wird als Trans-Neptunian Objects (TNOs) bezeichnet, da die Objekte beider Regionen Umlaufbahnen haben, die weiter von der Sonne entfernt sind als die Umlaufbahn von Neptun.

Ursprung:

Es wird angenommen, dass die Oort-Wolke ein Überbleibsel der ursprünglichen protoplanetaren Scheibe ist, die sich vor ungefähr 4,6 Milliarden Jahren um die Sonne gebildet hat. Die am weitesten verbreitete Hypothese ist, dass die Objekte der Oort-Wolke als Teil desselben Prozesses, der die Planeten und Nebenplaneten bildete, anfänglich viel näher an der Sonne verschmolzen, aber dass die Gravitationswechselwirkung mit jungen Gasriesen wie Jupiter sie in extrem lange elliptische oder elliptische Gebiete auswarf parabolische Bahnen.

Jüngste Untersuchungen der NASA legen nahe, dass eine große Anzahl von Oort-Wolkenobjekten das Ergebnis eines Materialaustauschs zwischen der Sonne und ihren Geschwistersternen ist, wenn sie sich bilden und auseinander driften. Es wird auch vermutet, dass viele – möglicherweise die Mehrheit – der Oort-Wolkenobjekte nicht in unmittelbarer Nähe der Sonne gebildet wurden.

Alessandro Morbidelli vom Observatoire de la Cote d’Azur hat Simulationen zur Entwicklung von durchgeführt die Oort-Wolke von den Anfängen des Sonnensystems bis zur Gegenwart. Diese Simulationen zeigen, dass die Gravitationswechselwirkung mit nahegelegenen Sternen und galaktischen Gezeiten die Kometenbahnen verändert, um sie kreisförmiger zu machen. Dies wird als Erklärung dafür angeboten, warum die äußere Oort-Wolke nahezu kugelförmig ist, während die Hügelwolke, die stärker an die Sonne gebunden ist, keine sphärische Form angenommen hat.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Bildung der Oort-Wolke weitgehend mit der Hypothese vereinbar ist, dass das Sonnensystem gebildet als Teil eines eingebetteten Clusters von 200–400 Sternen. Diese frühen Sterne spielten wahrscheinlich eine Rolle bei der Bildung der Wolke, da die Anzahl der engen Sternpassagen innerhalb des Clusters viel höher war als heute, was zu weitaus häufigeren Störungen führte.

Kometen:

Es wird angenommen, dass Kometen zwei Ursprungspunkte im Sonnensystem haben. Sie beginnen als Infinitesimale in der Oort-Wolke und werden dann zu Kometen, wenn vorbeiziehende Sterne einige von ihnen aus ihren Umlaufbahnen werfen und in eine langfristige Umlaufbahn schicken, die sie in das innere Sonnensystem und wieder hinaus führt.

Kurzperiodenkometen haben Umlaufbahnen, die bis zu zweihundert Jahre dauern, während die Umlaufbahnen von Langperiodenkometen Tausende von Jahren dauern können. Während angenommen wird, dass kurzperiodische Kometen entweder aus dem Kuipergürtel oder der verstreuten Scheibe hervorgegangen sind, wird angenommen, dass langperiodische Kometen aus der Oort-Wolke stammen. Es gibt jedoch einige Ausnahmen von dieser Regel.

Beispielsweise gibt es zwei Hauptvarianten von Kurzzeitkometen: Kometen der Jupiter-Familie und Kometen der Halley-Familie. Kometen der Halley-Familie, benannt nach ihrem Prototyp (Halleys Komet), sind insofern ungewöhnlich, als sie, obwohl sie nur eine kurze Periode haben, vermutlich aus der Oort-Wolke stammen. Aufgrund ihrer Umlaufbahnen wird vermutet, dass es sich einst um langperiodische Kometen handelte, die von der Schwerkraft eines Gasriesen erfasst und in das innere Sonnensystem geschickt wurden.

Exploration:

Weil die Oort Cloud so viel weiter entfernt ist als die Kuiper Gürtel, die Region blieb unerforscht und weitgehend undokumentiert. Raumsonden haben den Bereich der Oort-Wolke noch nicht erreicht, und Voyager 1 – die schnellste und am weitesten entfernte interplanetare Raumsonde, die derzeit das Sonnensystem verlässt – wird wahrscheinlich keine Informationen darüber liefern.

At Mit seiner aktuellen Geschwindigkeit wird Voyager 1 in etwa 300 Jahren die Oort-Wolke erreichen und es wird etwa 30.000 Jahre dauern, bis sie durch sie hindurchgeht. Bis etwa 2025 werden die thermoelektrischen Radioisotopgeneratoren der Sonde jedoch nicht mehr genug Strom liefern, um eines ihrer wissenschaftlichen Instrumente zu betreiben. Die anderen vier Sonden, die derzeit dem Sonnensystem entkommen – Voyager 2, Pioneer 10 und 11 sowie New Horizons – sind ebenfalls nicht funktionsfähig, wenn sie die Oort-Wolke erreichen.

Exploring Die Oort-Wolke weist zahlreiche Schwierigkeiten auf, von denen die meisten auf die Tatsache zurückzuführen sind, dass sie unglaublich weit von der Erde entfernt ist. Bis eine Robotersonde sie tatsächlich erreichen und ernsthaft mit der Erkundung des Gebiets beginnen könnte, werden hier auf der Erde Jahrhunderte vergangen sein. Nicht nur diejenigen, die es ursprünglich verschickt hatten, wären längst tot, sondern die Menschheit wird höchstwahrscheinlich in der Zwischenzeit weitaus ausgefeiltere Sonden oder sogar bemannte Fahrzeuge erfunden haben.

Dennoch können Studien sein (und werden durchgeführt, indem die Kometen untersucht werden, die es regelmäßig ausspuckt, und Fernobservatorien werden in den kommenden Jahren wahrscheinlich einige interessante Entdeckungen aus dieser Region des Weltraums machen. Es ist eine große Wolke. Wer weiß, was dort möglicherweise lauert?

Wir haben viele interessante Artikel über die Oort Cloud und das Sonnensystem für das heutige Universum. Hier ist ein Artikel darüber, wie groß das Sonnensystem ist, und einer über den Durchmesser des Sonnensystems. Und hier ist alles, was Sie über Halleys Comet and Beyond Pluto wissen müssen.

Vielleicht möchten Sie auch diesen Artikel der NASA über die Oort Cloud und einen Artikel der University of Michigan lesen über den Ursprung von Kometen.

Vergessen Sie nicht, sich den Podcast von Astronomy Cast anzusehen. Folge 64: Pluto und das eisige äußere Sonnensystem und Folge 292: Die Oort-Wolke.