Учёные-планетологи из США, Чехии и Аргентины, используя суперкомпьютерное моделирование, раскрыли неожиданную структуру внутренней части облака Оорта — гигантского скопления ледяных тел на окраинах Солнечной системы. Оказалось, что она не является ни сферой, ни плоским диском, а представляет собой долгоживущую спиральную формацию с двумя рукавами. Эта структура формируется под влиянием гравитационных взаимодействий Солнца, планет и галактических сил. Хотя облако Оорта остаётся недоступным для прямого наблюдения, его наличие подтверждается анализом траекторий прилетающих комет. Аналогичные структуры выявлены вокруг других звёзд, что подкреплляет гипотезу о существовании подобных объектов в Млечном Пути. Исследование проливает свет на эволюцию Солнечной системы и может указывать на наличие невидимых планет поблизости.

Облако Оорта — это гипотетическое (основанное на научных доказательствах) скопление ледяных астероидов и кометных ядер, простирающееся от границы орбиты Нептуна на расстоянии около 5000 астрономических единиц (а.е., примерно 0,08 световых лет) до 1–2 световых лет от Солнца. Его существование постулируется ещё в 1950-х годах Эриком Оортом, основываясь на том, что многие долгопериодические кометы приходят "из ниоткуда" — с далёких траекторий, не связанных с известными регионами Солнечной системы. Аналогичные образования, известные как рассеянный диск или облако Хилла, обнаружены астрономами вокруг других звёзд, что укрепляет вероятность существования облака Оорта вокруг нашего Солнца.

Новое исследование, проведённое международной командой планетологов, использовало мощные суперкомпьютеры для симуляции гравитационных взаимодействий. Они смоделировали, как планетарные возмущения, притяжение Млечного Пути и пролёты близких звёзд сформировали внутреннюю часть облака около 4,6 миллиарда лет назад — во времена рождения Солнечной системы. Результаты показали, что эта область не хаотична, а организована в стабильную спиральную структуру с двумя рукавами, которая сохраняется миллиарды лет.

Ранее учёные полагали, что внутреннее облако Оорта представляет собой сферическую оболочку или плоский диск, параллельный плоскости эклиптики, где тела сильнее подвержены влиянию Солнца, чем звёзд. Однако симуляции выявили более сложную динамику: гравитационные эффекты, включая влияние гигантских планет (вспомним теорию Планеты Девять — гипотетической десятой планеты), создают устойчивую спираль. Эта структура влияет на орбиты внутренних тел, делая их менее подверженными внешним возмущениям, в отличие от внешней части облака, считавшейся основным источником долгопериодических комет (с периодом обращения более 200 лет).

В 2023 году другие исследователи высказали предположение, что в облаке Оорта могут скрываться неизвестные планеты, никогда не освещаемые Солнцем, — в дополнение к возможным Планете Девять (или Планете X) и ещё одному объекту (Планете 10). Это исследование усиливает интерес к теме, подчёркивая, что Солнечная система может быть гораздо более разнообразной, чем предполагалось.

К сожалению, прямые наблюдения внутренней структуры облака Оорта невозможны: ледяные тела не отражают солнечный свет и не видны с Земли. Однако косвенные доказательства уже существуют. Ранее астрономы выявили группу долгопериодических комет, чьи афелии (наиболее далёкие от Солнца точки орбит) сосредоточены в так называемой "пустой эклиптике" — регионе, где орбиты редко пересекаются с плоскостью эклиптики. Это может быть следом спиральной структуры, которая формирует такие кластеры.

"Моделирование показывает, что спираль не только стабильна, но и эволюционирует крайне медленно, — отмечает один из участников исследования из Университета Йиля (Чехия). — Это помогает понять, как наша Солнечная система развивалась под влиянием галактических факторов, и может натолкнуть на поиски подобных структур у звёзд Млечного Пути".

Поиск таких формаций вокруг других звёзд также сталкивается с трудностями, так как они не светятся самостоятельно. Тем не менее, косвенные методы, такие как анализ блеска звёзд при прохождении объектов по диску или изучение кометных потоков, могут в будущем подтвердить открытия. В итоге, это исследование не только уточняет картину далёкой "окраины" нашей системы, но и открывает путь к изучению планетарных систем за пределами Земли.

С помощью мощного телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чили исследователи наблюдали эту гигантскую комету, находясь более чем на половине пути к Нептуну, на поразительном расстоянии в 16,6 раз больше расстояния от Солнца до Земли. Данные об этом открытии опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

C/2014 UN271 представляет собой настоящего гиганта, его диаметр составляет около 140 км — более чем в десять раз превышает размер большинства известных комет. До настоящего времени о том, как ведут себя такие холодные, удаленные объекты, было известно немного. Новые наблюдения выявили сложные и динамичные гейзеры угарного газа, извергающиеся из ядра кометы, предоставив первые прямые доказательства факторов, которые приводят к ее активности на таком значительном удалении от Солнца.

"Эти измерения дают нам возможность понять, как функционирует этот огромный, ледяной мир," — утверждает ведущий автор Натан Рот из Американского университета и Центра космических полетов имени Годдарда NASA. "Мы наблюдаем взрывы которые ставят новые вопросы о том, как эта комета будет эволюционировать по мере приближения к внутренней солнечной системе."

Телескоп ALMA наблюдал C/2014 UN271, фиксируя свет от угарного газа возле ядра и тепловое излучение, когда комета находилась еще очень далеко от Солнца. Благодаря высокой чувствительности и разрешающей способности ALMA ученые смогли сосредоточиться на крайне слабом сигнале от столь холодного, удаленного объекта.

Основываясь на предыдущих наблюдениях ALMA, которые впервые охарактеризовали большой размер ядра UN271, новые данные позволили измерить тепловой сигнал для более точного расчета размера кометы и количества пыли, окружавшей ее ядро.

Их оценки размеров ядра и массы пыли согласуются с предыдущими наблюдениями ALMA и подтверждают статус этой кометы как крупнейшей, найденной в Облачной области Оорта. Способность ALMA точно измерять эти сигналы сделала это исследование возможным, предоставив более ясное представление о этом далеком, ледяном гиганте.

Это открытие не только означает первое обнаружение молекулярного облака в комете-рекордсмене, но и предлагает редкое понимание химии и динамики объектов, происходящих из самых удаленных уголков нашей солнечной системы. По мере приближения C/2014 UN271 к Солнцу ученые ожидают, что больше замороженных газов начнет испаряться, открывая новые аспекты примитивного состава кометы и ранней солнечной системы.

Подобные открытия помогают ответить на фундаментальные вопросы о происхождении Земли и ее воды, а также о том, как могут формироваться условия, благоприятные для жизни, в других местах.

В тишине и темноте между звезд, где Солнце выглядит как маленькая яркая точка, группа ледяных объектов, называемых Облаком Оорта, неспешно движется по своим орбитам, словно ленивые мотыльки вокруг фонаря на улице.

Что такое Облако Оорта?

Облако Оорта находится далеко за пределами орбиты Нептуна и даже самых отдаленных краев пояса Койпера. Оно представляет собой гигантскую сферическую оболочку похожую на толстый пузырь вокруг нашей Солнечной системы состоящий из ледяных объектов — комет и астероидов.

Считается, что весь космический мусор, оставшийся после образования нашей системы, находится именно в Облаке Оорта.

Так что в нем такого особенного?

Во-первых, то что это сфера, внутри которой находится Солнце и все его содержимое. Причем это не диск как пояс Койпера или пояс астероидов, а именно сфера, что на мой взгляд довольно удивительно. Ученые предполагают, что такие сферы есть у всех звездных систем в галактике, что в свою очередь означает, что явление это вполне обычное и распространенное.

Во-вторых, расстояние. Считалось раньше, что за орбитой Нептуна находится только пояс Койпера и больше ничего нет. Оказалось — есть, и очень даже много чего. И лететь до этого всего 17 часов со скоростью света. Но что самое интересное – понадобиться 1,5 года!!! чтобы пролететь это всё насквозь. Каково? Полтора года, чтобы пролететь облако Оорта от входа до выхода!

Третье. Учитывая толщину стенок этого окружающего нас пузыря можно предположить, что там скопилась уйма всякого барахла, мусора, который остался после создания Солнечной системы. И мусор этот болтается без всякого дела находясь на своих хрупких орбитах балансируя между гравитацией Солнца и галактическими приливными силами. Иногда, правда, оттуда вылетают кое-какие кометы и шныряют по Солнечной системе как у себя дома, норовя свалиться нам голову и покончить с нашим миром раз и навсегда.

Четвертое, количество этих самых объектов в облаке Оорта. Не знаю, как вам, а мне число в 2 триллиона кажется большим. Да, там есть всякие, и  маленькие камушки размером с кулак, и побольше, но есть и громадины, по сотне километров в диаметре. Что если такая штука залетит к нам в гости и захочет поздороваться? Ужас. Боюсь предполагать, но, возможно, астероид, уничтоживший динозавров, был именно оттуда.

Пятое. Уже сколько десятилетий мы изучаем Солнечную систему, запускаем зонды к Юпитеру, Сатурну, Меркурию… Марс так и вовсе избороздили вдоль и поперек. К Нептуну недавно отправили исследовательскую станцию, но до облака Оорта еще не добирались. Хотя динамика есть и туда уже летят. Пять станций – два «Пионера», два «Вояджера» и «Новые горизонты». Это, конечно, здорво, но пока они туда долетят все батареи у них на борту иссякнут и толку от них будет – 0. Печалька.

Ну и напоследок, есть такая блуждающая звезда – Глизе 710, оранжевый карлик, несущаяся прямиком к Солнечной системе. Да, лететь ей еще долго, но, по расчетам ученых, менее чем через 1,5 миллиона лет она должна пролететь аккурат через это самое Облако. Представляю какой шухер она наделает и сколько астероидов слетит со своих мест и устремится в сторону Солнца. Такая свистопляска тут разыграется, что и подумать страшно.

Но людям уже будет все равно. Еще раньше, через миллиард лет активность Солнца должна возрасти настолько, что жить на нашей планете станет невозможно. И такое теплое и ласковое Солнце превратится в демонического монстра, который заставит человечество свалить куда-нибудь со своей любимой планеты и осваивать планеты в других звездных системах. А там будут свои облака Оорта, со своими тараканами.

Оригинал статьи - https://bozon-higgs.ru/chto-takoe-oblako-oorta-i-chto-v-nem-takogo-osobennogo/