"Облако Оорта" презентация

Автор: Карпов Демьян 11А

Учитель: Жукова Е.В.

• Облако Оорта — гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет.
• Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование.

• Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляет от 50 000 до 100 000 а. е.
• Это составляет примерно четверть расстояния до Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды.

• Впервые идея существования такого облака была выдвинута эстонским астрономом Эрнстом Эпиком в 1932 году. В 1950-х идея была независимо выдвинута нидерландским астрофизиком Яном Оортом как средство решить парадокс недолговечности комет и нестабильности их орбит.
• Он предположил, что где-то на окраине нашей системы находится «огромный запас» кометных тел, достаточный для восполнения их естественной убыли. Научный мир воспринял эту гипотезу весьма скептически.
• Оорт отметил, что имеется пик распределения афелиев у долгопериодических комет — ≈ 20 000 а. е. (3 трлн. км), который предполагает на этом расстоянии облако комет со сферическим, изотропным распределением.

• Считается, что облако Оорта является остатком исходного протопланетного диска, который сформировался вокруг Солнца приблизительно 4,6 миллиарда лет назад.
• Моделирование развития облака Оорта от истоков возникновения Солнечной системы до текущего периода показывает, что масса облака достигла максимума спустя приблизительно 800 миллионов лет после формирования, поскольку темп аккреции и столкновений замедлился и скорость истощения облака начала обгонять скорость пополнения.
• Согласно компьютерным моделям, количество столкновений в ранней истории Солнечной системы было настолько большим, что большинство комет было разрушено прежде, чем они достигли облака Оорта. Поэтому, текущая совокупная масса облака Оорта гораздо меньше, чем когда-то полагали. Предполагаемая масса облака составляет только малую часть выброшенного материала в 50—100 масс Земли.

• Облако Оорта состоит из гипотетических:
• внутреннего тороидального  облака Хиллса, названного в честь Хиллса, который предположил его существование.
• внешнего сферического, источника долгопериодических комет, и, возможно, комет семейства Нептуна.
• Модели предсказывают, что во внутреннем облаке в десятки или сотни раз больше кометных ядер, чем во внешнем; его считают возможным источником новых комет для пополнения относительно скудного внешнего облака, поскольку оно постепенно исчерпывается. Облако Хиллса объясняет столь длительное существование облака Оорта в течение миллиардов лет.

• Внешнее облако Оорта, как предполагают, содержит несколько триллионов ядер комет, со средним расстоянием между кометами в несколько десятков миллионов километров.
• Его полная масса достоверно не известна, но, предполагая, что комета Галлея — подходящий опытный образец для всех комет в пределах внешнего облака Оорта, предполагаемая общая масса равна 3⋅10 25  кг, или примерно в пять раз больше массы Земли.
• Внешняя часть облака Оорта является приблизительной границей Солнечной системы.
• Гравитационное взаимодействие с соседними звёздами и галактические приливные силы изменили кометные орбиты — сделали их более круглыми. Это объясняет почти сферическую форму внешнего облака Оорта.

Рассеяный диск

• Модель Хулио Анхеля Фернандеса предполагает, что рассеянный диск, который является главным источником короткопериодических комет в Солнечной системе, также мог бы быть основным источником объектов облака Оорта. Согласно модели, приблизительно половина объектов рассеянного диска перемещена наружу в облако Оорта, в то время как четверть сдвинута внутрь орбиты Юпитера и четверть выброшена на гиперболические орбиты. Рассеянный диск, может быть, всё ещё снабжает облако Оорта материалом. В результате одна треть текущих объектов рассеянного диска, вероятно, попадёт в облако Оорта через 2,5 миллиарда лет.

• Объектами облака Оорта на данный момент можно предположительно считать лишь пять известных объектов: Седну, 2000 CR 105 , 2006 SQ 372 , 2008 KV 42  и 2012 VP 113 .
• Некоторые астрономы причисляют Седну и 2000 CR 105  к «расширенному рассеянному диску», а не к внутреннему облаку Оорта.
• Есть также неподтверждённые гипотезы о существовании на внутренней границе облака Оорта планеты-газового гиганта Тюхе и, возможно, каких-либо других «Планет X», а за его внешними границами — звезды-спутника Солнца Немезиды.

Седна

• Седна была открыта группой американских астрономов в 2003 году. Ее перигелий находится в два с половиной раза дальше орбиты Нептуна, что делает Седну одним из самых удаленных из известных небесных тел. Согласно данным спектрального анализа, она в основном состоит из воды и метана. Поверхность Седны, одна из самых красных в нашей системе. Также она пока является крупнейшим из «кандидатов» в объекты облака Оорта – ее экваториальный диаметр составляет 995 км.
• Орбита этой планеты уникальна: расположение перигелия можно объяснить либо существованием неизвестной планеты в облаке Оорта, либо мощным действием внешних сил. Чтобы совершить полный оборот, Седне необходимо более 11 тыс. лет.

• У многих древних культур есть упоминание о неизвестном теле, которое лишь изредка появляется на небосклоне, но при этом существенно влияет на небесную механику.
• Одни ученые читают, что в облаке Оорта находится газовый гигант (Тюхе), в несколько раз больше, чем Юпитер. Другие считают, что есть некая планета-пастух (Нибиру) таких объектов, как Седна. Некоторые считают, что в облаке, состоящем преимущественно из комет, не может быть планеты.

• В 1984 году ряд ученых из университета Беркли выдвинули теорию о существовании еще одной звезды в нашей системе, которая вращается вокруг Солнца на расстоянии примерно в 1,5 световых года. По мнению ученых, «двойник» относится к классу красных, белых или коричневых карликов, поэтому мы не можем идентифицировать этот объект. Гипотетическая звезда получила название Немезида.
• Раз в 25-30 млн лет она подходит к облаку Оорта и срывает расположенные там объекты с привычных орбит. В результате многие тысячи каменных и ледяных глыб отправляются внутрь Солнечной системы и накрывают планеты губительным дождем из комет, астероидов и метеоритов. После опубликования этой теории Немезида получила прозвище «палач планеты Земля».

• Объекты в облаке Оорта в значительной степени состоят из водяных, аммиачных и метановых льдов. Астрономы полагают, что объекты, составляющие облако Оорта, сформировались около Солнца и были рассеяны далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе развития Солнечной системы.
• Исходя из проведённых исследований комет, можно предположить, что подавляющее большинство объектов облака Оорта состоят из различных льдов, образованных такими веществами, как вода, метан, этан, угарный газ и циановодород.
• Однако открытие объекта 1996 PW, астероида с орбитой, более типичной для долгопериодических комет, наводит на мысль, что в облаке Оорта могут быть и скалистые объекты.

• Полагают, что у комет имеется две отдельные области происхождения в Солнечной системе:
• короткопериодические кометы (с периодами до 200 лет) по общепринятой теории происходят из пояса Койпера или рассеянного диска.
• долгопериодические кометы, такие как комета Хейла — Боппа, с периодами в тысячи лет, происходят из облака Оорта.

• Оорт изучил 19 различных комет и сделал вывод, что зачастую они следуют из некой области, расположенной в 20000 а.е. (астрономических единиц), имея при этом начальную скорость в 1км/с.
• Подобная скорость позволяет утверждать, что место рождения комет расположено в пределах Солнечной системы (облако Оорта), поскольку чужеродные ей тела обладают скоростью в среднем 20 км/с.
• Предполагается, что кометы семейства Непутна когда-то были долгопериодическими и родом из облака Оорта, но были притянуты орбитой планеты.
• Оорт отметил, что число возвращающихся комет гораздо меньше, чем предсказано по его модели, и эта проблема всё ещё не решена. Никакой известный динамический процесс не может объяснить меньшее количество наблюдаемых комет.

• Считают, что текущие позиции большинства комет, замеченных недалеко от Солнца, объясняются гравитационным искажением облака Оорта приливными силами, вызванными галактикой Млечный Путь.
• Некоторые учёные выдвигают следующую теорию: возможно, галактические приливные силы способствовали формированию облака Оорта, увеличивая перигелий планетезималей с большими афелиями.
• Происхождение до 90 % комет из облака Оорта может быть вызвано галактическим приливом. Статистические модели орбит наблюдаемых долгопериодических комет показывают, что галактический прилив — основной источник возмущений орбит, смещающий их к внутренней Солнечной системе.

• Увидеть облако Оорта своими глазами пока не удалось, из-за того, что оно находится очень далеко, слишком разрежено и почти не освещается Солнцем, но главная причина в том, что мы находимся внутри этого облака.
• Тем не менее, ученым посчастливилось наблюдать другие подобные облаку Оорта туманности. Они зарегистрировали едва заметные диски с такими же щелями около близ расположенных к нам звезд.

• Скопление находится настолько далеко, что надежд исследовать его с помощью межпланетных аппаратов, в ближайшие десятилетия практически нет. В 2006 году американцы отправили миссию «Новые горизонты», целью которой является изучение Плутона и его спутника Харон, а также объектов, находящихся в поясе Койпера. В настоящее время межпланетная станция продолжает исследования транснептуновых объектов.
• Многие ученые исследуют облако Оорта на наличие новых, неизвестных ранее объектов Солнечной системы. Некоторые из них утверждают, что где-то в пределах облака находится еще одна планета или звезда, которая «управляет» остальными объектами облака.

• Существует мнение, что облако Оорта является единственным вероятным источником комет, которые сталкиваются с Землей с регулярными интервалами. Как указывает американский астрофизик Лиза Рэндалл, именно с влиянием облака Оорта связана периодичность массовых вымираний в биосфере Земли.
• Некоторые ученые также предполагают, что виновником массовых вымираний (например, динозавров) на Земле является загадочный объект из облака Оорта.