Хмара Оорта

Хмара Оорта — гіпотетична область Сонячної системи, що є джерелом комет з довгим періодом обертання. Безпосередніми спостереженнями існування хмари Оорта не підтвержджено, однак численні непрямі факти вказують на її існування.

Вперше ідею існування такої хмари висунув естонський астроном Ернст Епік 1932 року, а потім вона теоретично розроблялася нідерландським астрофізиком Яном Оортом у 1950-х, на честь якого й було названо область.

Очікувана відстань від Сонця до зовнішньої межі хмари Оорта становить 50 000-100 000 а. о. - приблизно світловий рік. Це становить майже чверть відстані до Проксіми Центавра - найближчої до Сонця зорі. Пояс Койпера та розсіяний диск, дві інші відомі області транснептунових об'єктів, у тисячу разів менші за хмару Оорта. Зовнішня межа хмари Оорта визначає гравітаційний кордон Сонячної системи - сферу Гілла, яка розраховується для Сонячної системи у 2 світлових роки.

Хмара Оорта, як припускають, поділяється дві окремі області: зовнішню (сферичну) хмару Оорта і внутрішню хмару Оорта в формі диску. Об'єкти в хмарі Оорта значною мірою складаються з водяних, аміачних і метанових льодів. Астрономи вважають, що об'єкти хмари Оорта сформувалися ближче до Сонця і були розсіяні далеко в космос під гравітаційним впливом планет-гігантів на ранньому етапі розвитку Сонячної системи.

Хоча прямих спостережень хмари Оорта не було, астрономи вважають її джерелом усіх довгоперіодичних комет і комет галлеївського типу, що прилітають у Сонячну систему, а також багатьох кентаврів і комет сімейства Юпітера[3]. Зовнішня частина хмари Оорта є приблизною межею Сонячної системи, і легко може піддаватися впливу гравітаційних сил як зір, що проходять неподалік, так і самої Галактики. Ці сили іноді змушують комети прямувати до центральної частини Сонячної системи. Короткоперіодичні комети, судячи з їх орбіт, можуть походити не лише з розсіяного диску, а й з хмари Оорта. Хоча об'єкти з поясу Койпера та більш віддаленого розсіяного диску спостерігалися і вимірювалися, об'єктами хмари Оорта на теперішній час можна вважати лише чотири: Седну, 2000 CR105, 2006 SQ372 і 2008 KV42.

Хмара Оорта починається далеко за орбітою Плутона. Його зовнішні межі, за одними оцінками, знаходяться в одному світловому році від Сонця - це чверть шляху до Проксимы Центавра, найближчої до нас зірки в зоряній системі Альфа Центавра. По інших - на півдорозі.
Для того, щоб комети вилітали з хмари Оорта і спрямовувалися у всередину Сонячної системи, потрібна відчутна гравітаційна дія. Вважалося, що його створює Юпітер, навколишні зірки і галактики.

Художній образ протопланетного диску, аналогічного тому, з якого сформувалася Сонячна система. Вважається, що об'єкти хмари Оорта утворилися всередині такого диску (дуже далеко від поточного положення хмари), поблизу планет-гігантів, коли вони були на стадії формування, і їх гравітація виштовхнула об'єкти, які сьогодні утворюють хмару Оорта, на периферію Сонячної системи.

Хмара Оорта відносно Сонячної системи

Передбачувана відстань до хмари Оорта порівняно з усією іншою частиною Сонячної системи

Об'єкти хмари Оорта

Крім довгоперіодичних комет, тільки у кількох відомих об'єктів є орбіти, що передбачають їх належність до хмари Оорта: Седни, 2000 CR105, 2006 SQ372, 2008 KV42, 2010 GB174 i 2012 VP113. Перші два, п'ятий та шостий, на відміну від об'єктів розсіяного диску, мають перигелії, розташовані поза гравітаційною досяжністю Нептуна і, таким чином, їх орбіти не можуть бути пояснені збуреннями планет-гігантів. Якби вони сформувалися в поточних місцях перебування, їх орбіти мали б бути від початку близькими до кола. В інших обставинах акреція (об'єднання малих тіл у велике) не була б можлива, тому що відносні швидкості між планетозималями були б великими, а зіткнення між ними — надто руйнівними. Їх сучасні дуже витягнуті еліптичні орбіти можуть бути пояснені наступними гіпотезами:

Можливо, орбіти і розміри перигелію у цих об'єктів «підняті» проходженням сусідньої зірки в період, коли Сонце було ще в первісному зоряному скупченнії.
Їх орбіти, можливо, були порушені поки ще невідомим тілом хмари Оорта планетного розміру.
Вони, можливо, були розсіяні Нептуном під час періоду особливо високого ексцентриситету.
Вони були розсіяні тяжінням можливого масивного транснептунового диску на ранній епосі.
Можливо, вони були захоплені Сонцем під час проходження неподалік менших зір.
Гіпотези захоплення й «підняття», здається, найбільш узгоджуються зі спостереженнями.

18 серпня 2008 року на конференції «Слоанівський цифровий огляд неба: астероїди в космології» астрономи Вашингтонського університету навели докази походження транснептунового об'єкта 2006 SQ372 з внутрішнього хмари Оорта. Деякі астрономи зараховують Седну та 2000 CR105 до «розширеного розсіяного диска», а не до внутрішньої хмари Оорта. Щоб пояснити орбіту Седни, її першовідкривачі запропонували гіпотезу, що хмара Оорта простягається на відстань набагато ближчу до Сонця, ніж вважалося раніше. Таким чином, внутрішня хмара Оорта лежить у тій же площині, що й пояс Койпера та починається за кілька сотень астрономічних одиниць від Сонця. Якщо це справді так, з гіпотези випливає, що під час формування, Сонце було не ізольованою зорею, а частиною скупчення зір, розташованих неподалік одна від одної. У період формування хмари Оорта, об'єкти, викинуті газовими гігантами за межі Сонячної системи, такі як Седна, мали б гравітаційно взаємодіяти з цими зорями та стабілізувати свої орбіти на відстані, набагато ближчій до Сонця, ніж передбачали попередні теорії.

Анімація, яка показує орбіту Седни, виявленої у 2004 році - можливого об'єкта внутрішньої хмари Оорта.