Ответы Этана. Номер 2. Знакомьтесь - Облако Оорта!

 Image credit: NASA / JPL-Caltech, Donald K. Yeoman.

Спроси Этана №2. 

12 сентября 2013 года

"Большое дерево астрономии упало. И нам так одиноко без его тени"

Субраманьян Чандрасекар на смерть Ян Оорта

В нашей новой почти регулярной серии приглашаются задавать вопросы читатели со всей Земли и даже с низкой околоземной орбиты. Сегодня вопрос такой (от Роберта Мигана):

Удалось ли обнаружить какие-либо объекта облака Оорта напрямую, а не в виде комет во внутренней Солнечной Системе? Я полагаю, что подобные открытия совершаются только косвенными методами - вроде микролинз или затмений звезд фона. Спасибо за отличный блог!

Хороший вопрос! Вы, наверное, помните, что до ближайшей звезды - четыре световых года, а размер Солнечной системы, которую мы традиционно представляем себе, всего лишь 50 астрономических единиц (а.е.), это около 0.08% светового года!

Image credit: NASA и - я верю – G. Bacon (STScI).

Объекты пояса Куйпера, которые находятся на этом расстоянии, время от времени выбрасываются гравитационными возмущениями внутрь Солнечной Системы, где они становятся кометами, если подходят к Солнцу на достаточно близкое расстояние. Но это не единственное место, откуда к нам приходят кометы!

Image credit: Wikimedia Commons user fir0002, from http://flagstaffotos.com.au/.

За поясом Куйпера, далеко за поясом Куйпера - на расстоянии 50 тысяч а.е. находится облако Оорта. Это почти световой год! Изредка в Солнечной Системе появляется долгопериодическая комета - с периодом не сто и даже не тысяча, а сто тысяч лет! Причиной таких комет (например, как Макнота вверху) вряд ли является гравитационное возмущение со стороны Нептуна. 

Image Credit: Oort Cloud image by Calvin J. Hamilton, inset image by NASA.

Они приходят из очень, очень далекого облака! В 1950 году Ян Оорт выдвинул гипотезу о существовании такого облака, которая теперь является общепринятой для объяснения долгопериодических комет. Из-за огромного удаления от нас, эти объекты почти не светятся в инфракрасных лучах, и практически не отражают света Солнца в визуальных! Они остаются практически невидимыми.

Но есть ли какой-то способ их обнаружить? В принципе, да.

Image credit: OGLE collaboration / Wikimedia Commons user Jan Skowron.

Гравитационная микролинза!

Момент, когда объект проходит перед яркой звездой, временно увеличивая ее видимый блеск. К сожалению, массы объектов облака Оорта настолько малы, в районе 10(в 15й степени) кг, или в районе одной миллиардной массы Земли, что увеличение блеска при этом составляет в 1000 раз меньшее значение, чем то, которое могут обнаружить современные технологии.

Поэтому пока в облаке Оорта не был обнаружен ни один объект - мы их можем увидеть в телескоп только тогда, когда они приходят во внутреннюю Солнечную Систему.

Image credit: NASA / Hubble’s ACS.

Но не каждый из обнаруженных объектов из облака Оорта является кометой. Есть одно очень важное исключение - малая планета Седна, на снимке Хаббла вверху. 

В отличие от большинства объектов облака Оорта у Седны большой размер - около тысячи км в диаметре, и масса 10(в 21й степени) кг. Единственная причина, по которой мы обнаружили Седну - поиск транснептуновых планет, это открытие было в 2003 году - дальше, чем все остальные!

Image credit: Wikimedia Commons users Szczureq/kheider, along with NASA.

Период обращения Седны - 11 тысяч лет, и, значит, она - из далеких пределов Солнечной системы, и все еще связана с Солнцем гравитационными узами. По своей орбите Седна никогда не может достичь Пояса Куйпера, это значит, что она никогда не взаимодействовала с Нептуном, а, значит, она из облака Оорта - единственное некометное тело!

Надеюсь, это также отвечает на вопрос Джо Стефано:

Если Седна - не самый удивительный объект в нашей Солнечной Системе, тогда я просто не знаю...Напишите о ней когда-нибудь.

Можно спорить, принадлежит ли Седна Солнечной системе или нет, но давайте оставим это дело гравитации. Она разберется.

Image credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI), modifications by Lexicon of Wikimedia Commons.

И даже если мы не можем наблюдать объекты облака Оорта напрямую, мы точно знаем о некоторых телах, которые пришли оттуда, даже не являясь кометой.

И это все на сегодня.