นักดาราศาสตร์ได้ดูดาวหางเดินทางมาใกล้โลกเป็นเวลาหลายพันปีและส่องแสงท้องฟ้า ในเวลาการสังเกตเหล่านี้นำไปสู่ความขัดแย้งจำนวนมาก ยกตัวอย่างเช่นดาวหางเหล่านี้มาจากไหน และถ้าวัสดุพื้นผิวของพวกเขาระเหยเป็นไอเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ (เช่นก่อตัวรัศมีที่มีชื่อเสียง) พวกเขาจะต้องก่อตัวขึ้นห่างออกไปซึ่งพวกมันจะอยู่ที่นั่นตลอดช่วงอายุขัยของพวกเขา
ในเวลาการสังเกตเหล่านี้นำไปสู่ทฤษฎีที่ไกลเกินกว่าดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์มีก้อนเมฆขนาดใหญ่ที่เป็นวัสดุแข็งและหินซึ่งดาวหางเหล่านี้ส่วนใหญ่มาจาก การดำรงอยู่ของคลาวด์นี้ซึ่งเป็นที่รู้จักในนาม Oort Cloud (หลังจากผู้ก่อตั้งหลักทางทฤษฎี) ยังคงไม่ได้รับการพิสูจน์ แต่จากดาวหางระยะสั้นและระยะยาวมากมายที่เชื่อว่ามาจากที่นั่นนักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับโครงสร้างและองค์ประกอบ
ความหมาย:
Oort Cloud เป็นเมฆทรงกลมตามทฤษฎีของดาวเคราะห์น้ำแข็งที่เชื่อกันว่าล้อมรอบดวงอาทิตย์ในระยะสูงถึง 100,000 AU (2 ly) สถานที่นี้ตั้งอยู่ในอวกาศระหว่างดวงดาวนอกเฮลิโอสเฟียร์ของดวงอาทิตย์ซึ่งกำหนดขอบเขตทางดาราศาสตร์ระหว่างระบบสุริยะกับภูมิภาคของการปกครองแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์
เช่นเดียวกับแถบไคเปอร์และแผ่นดิสก์ที่กระจัดกระจายเมฆออร์ตเป็นแหล่งเก็บวัตถุทรานส์เนปจูนแม้ว่ามันจะอยู่ไกลกว่าดวงอาทิตย์ของเรามากกว่าพันเท่า ความคิดเรื่องเมฆยักษ์น้ำแข็งถูกเสนอครั้งแรกในปี 1932 โดยนักดาราศาสตร์ชาวเอสโตเนีย Ernst Öpikผู้ซึ่งอ้างว่าดาวหางระยะยาวเกิดขึ้นในเมฆที่โคจรรอบขอบนอกสุดของระบบสุริยะ
ในปี 1950 แนวคิดได้รับการฟื้นคืนชีพโดย Jan Oort ผู้ซึ่งตั้งสมมติฐานอย่างอิสระในการอธิบายพฤติกรรมของดาวหางระยะยาว แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการพิสูจน์ผ่านการสังเกตโดยตรงการดำรงอยู่ของเมฆออร์ตได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในชุมชนวิทยาศาสตร์
โครงสร้างและองค์ประกอบ:
Oort Cloud นั้นคิดว่าจะขยายจาก 2,000 ถึง 5,000 AU (0.03 และ 0.08 ly) ถึง 50,000 AU (0.79 ly) จากดวงอาทิตย์แม้ว่าการประมาณการบางอย่างวางขอบด้านนอกเท่าที่ 100,000 และ 200,000 AU (1.58 และ 3.16 ly) คลาวด์คิดว่าประกอบด้วยสองภูมิภาค - เมฆนอกออร์ตทรงกลมที่มี 20,000 - 50,000 AU (0.32 - 0.79 แอล) และออร์ทรูปทรงแผ่นดิสก์ (หรือฮิลส์) เมฆ 2,000 - 20,000 ออสเตรเลีย (0.03 - 0.32 ly) .
กลุ่มเมฆออร์ตชั้นนอกอาจมีวัตถุมากกว่าล้านล้านหน่วยที่มีขนาดใหญ่กว่า 1 กม. (0.62 ไมล์) และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหลายพันล้านที่วัดเส้นผ่าศูนย์กลาง 20 กิโลเมตร (12 ไมล์) ไม่ทราบมวลรวมของมัน แต่ - สมมติว่า Halley’s Comet เป็นตัวแทนของวัตถุ Oort Cloud ด้านนอกโดยทั่วไปมันมีมวลรวมกันประมาณ 3 × 1025 กิโลกรัม (6.6 × 10)25 ปอนด์) หรือห้า Earths
จากการวิเคราะห์ของดาวหางในอดีตวัตถุ Oort Cloud ส่วนใหญ่นั้นประกอบด้วยสารระเหยเป็นน้ำแข็งเช่นน้ำมีเธนอีเธนคาร์บอนมอนอกไซด์ไฮโดรเจนไซยาไนด์และแอมโมเนีย การปรากฏตัวของดาวเคราะห์น้อยที่คิดว่ามีต้นกำเนิดมาจากเมฆออร์ตทำให้เกิดการวิจัยเชิงทฤษฎีซึ่งชี้ให้เห็นว่าประชากรประกอบด้วยดาวเคราะห์น้อย 1-2%
การประมาณก่อนหน้านี้ทำให้มวลของมันมีมากถึง 380 มวลโลก แต่ความรู้ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการกระจายขนาดของดาวหางระยะยาวได้นำไปสู่การประมาณที่ลดลง ขณะนี้มวลของเมฆออร์ตชั้นในยังไม่เป็นที่รู้จัก เนื้อหาของทั้ง Kuiper Belt และ Oort Cloud นั้นรู้จักกันในชื่อ Trans-Neptunian Objects (TNOs) เนื่องจากวัตถุของทั้งสองภูมิภาคมีวงโคจรที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากกว่าวงโคจรของเนปจูน
แหล่งกำเนิดสินค้า:
กลุ่มเมฆออร์ตเชื่อว่าเป็นส่วนที่เหลือของแผ่นดาวเคราะห์ก่อกำเนิดดั้งเดิมที่ก่อตัวขึ้นรอบดวงอาทิตย์เมื่อประมาณ 4.6 พันล้านปีก่อน สมมติฐานที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางที่สุดคือวัตถุของกลุ่มเมฆออร์ตรวมตัวกันใกล้กับดวงอาทิตย์มากขึ้นในช่วงแรกของกระบวนการเดียวกันที่ก่อตัวดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อย แต่การมีปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวก๊าซยักษ์เช่นดาวพฤหัสบดีพุ่งออกมาเป็นรูปรียาว วงโคจรพาราโบลา
การวิจัยล่าสุดโดยองค์การนาซ่าชี้ให้เห็นว่าวัตถุเมฆออร์ตจำนวนมากเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนวัสดุระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพี่น้องในขณะที่ก่อตัวและแยกออกจากกัน มันก็บอกว่าหลายคน - อาจเป็นส่วนใหญ่ - วัตถุเมฆออร์ตไม่ได้อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์
Alessandro Morbidelli จาก Observatoire de la Cote d 'Azur ได้ทำการจำลองเกี่ยวกับวิวัฒนาการของเมฆ Oort จากจุดเริ่มต้นของระบบสุริยะจนถึงปัจจุบัน การจำลองเหล่านี้บ่งชี้ว่าการมีปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวฤกษ์ใกล้เคียงและกระแสน้ำทางช้างเผือกได้แก้ไขวงโคจรของดาวหางเพื่อทำให้เกิดวงกลมขึ้น นี่เป็นคำอธิบายว่าทำไมเมฆออร์ตด้านนอกเกือบเป็นทรงกลมในขณะที่เมฆฮิลส์ซึ่งมีความผูกพันกับดวงอาทิตย์มากขึ้นไม่ได้รับรูปร่างเป็นทรงกลม
การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการก่อตัวของเมฆออร์ตนั้นเข้ากันได้กับสมมติฐานที่ว่าระบบสุริยะก่อตัวขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวที่ฝังตัวอยู่ระหว่าง 200–400 ดวง ดาวดวงแรกเหล่านี้น่าจะมีบทบาทในการก่อตัวของคลาวด์เนื่องจากจำนวนของดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ในกระจุกนั้นสูงกว่าในทุกวันนี้ทำให้เกิดการก่อกวนบ่อยขึ้น
ดาวหาง:
คิดว่าดาวหางมีจุดกำเนิดสองจุดภายในระบบสุริยะ พวกเขาเริ่มต้นเป็น infinitesimals ในเมฆออร์ตแล้วกลายเป็นดาวหางเมื่อผ่านดาวฤกษ์บางดวงหลุดออกจากวงโคจรของพวกมันส่งเป็นวงโคจรระยะยาวที่นำพวกมันเข้าสู่ระบบสุริยะวงในและออกไปอีกครั้ง
ดาวหางระยะสั้นมีวงโคจรที่มีอายุไม่เกินสองร้อยปีในขณะที่ดาวหางระยะยาวสามารถอยู่ได้นานนับพันปี ในขณะที่ดาวหางระยะสั้นเชื่อว่าเกิดจากแถบไคเปอร์หรือแผ่นดิสก์ที่กระจัดกระจาย แต่สมมติฐานที่ยอมรับได้ก็คือดาวหางระยะยาวเกิดขึ้นในเมฆออร์ต อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้นบางประการสำหรับกฎนี้
ตัวอย่างเช่นดาวหางระยะสั้นมีสองประเภทหลักคือดาวหางตระกูลจูปิเตอร์และดาวหางฮัลเลย์ ดาวหางฮัลเลย์ครอบครัวที่ได้รับการตั้งชื่อตามต้นแบบ (Halley’s Comet) นั้นผิดปกติแม้ว่าจะเป็นช่วงเวลาสั้น ๆ แต่เชื่อว่ามีต้นกำเนิดมาจากกลุ่มเมฆออร์ต จากการโคจรของพวกมันแนะนำว่าพวกมันเคยเป็นดาวหางระยะยาวที่ถูกจับด้วยแรงโน้มถ่วงของยักษ์ก๊าซและส่งไปยังระบบสุริยะชั้นใน
สำรวจ:
เนื่องจาก Oort Cloud นั้นไกลออกไปมากกว่า Kuiper Belt มากภูมิภาคจึงยังไม่มีการสำรวจและไม่มีเอกสารส่วนใหญ่ ยานสำรวจอวกาศยังไม่ไปถึงพื้นที่ของเมฆออร์ตและ รอบโลก 1 - โพรบอวกาศที่เร็วที่สุดและไกลที่สุดในขณะนี้กำลังออกจากระบบสุริยะไม่น่าจะให้ข้อมูลใด ๆ
ที่ความเร็วปัจจุบัน รอบโลก 1 จะไปถึงเมฆ Oort ในเวลาประมาณ 300 ปีและจะใช้เวลาประมาณ 30,000 ปีในการผ่านมัน อย่างไรก็ตามประมาณปี 2568 เครื่องกำเนิดไอโซโทปรังสีไอโซโทปของโพรบจะไม่จ่ายพลังงานมากพอที่จะใช้งานเครื่องมือวิทยาศาสตร์ใด ๆ ได้อีกต่อไป. อีกสี่โพรบกำลังหนีออกจากระบบสุริยะ - Voyager 2, Pioneer 10 และ 11, และ นิวฮอริซอน - จะใช้งานไม่ได้เมื่อพวกเขาไปถึงคลาวด์ Oort
การสำรวจ Oort Cloud นำเสนอความยากลำบากมากมายซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันอยู่ไกลจากโลกอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่อถึงเวลาที่ยานหุ่นยนต์สามารถไปถึงมันได้และเริ่มสำรวจพื้นที่อย่างจริงจังศตวรรษจะผ่านไปที่นี่บนโลก ไม่เพียง แต่ผู้ที่ส่งมันออกไปในตอนแรกจะตายไปนานแล้ว แต่มนุษยชาติจะมีการประดิษฐ์โพรบที่ซับซ้อนมากขึ้นหรือแม้แต่งานฝีมือมนุษย์ในช่วงเวลานั้น
ถึงกระนั้นก็ตามการศึกษาสามารถดำเนินการได้ (และ) โดยการตรวจสอบดาวหางว่ามันแยกออกเป็นระยะและหอสังเกตการณ์ระยะยาวมีแนวโน้มที่จะค้นพบสิ่งที่น่าสนใจจากพื้นที่ของอวกาศในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า มันเป็นคลาวด์ขนาดใหญ่ ใครจะรู้ว่าเราอาจพบที่ซ่อนตัวอยู่ในนั้น
เรามีบทความที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับ Oort Cloud และ Solar System for Space Magazine นี่คือบทความเกี่ยวกับขนาดของระบบพลังงานแสงอาทิตย์และขนาดของระบบสุริยะ และนี่คือทั้งหมดที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับดาวหางและดาวพลูโตของ Halley
คุณอาจต้องการตรวจสอบบทความนี้จาก NASA บน Oort Cloud และอีกหนึ่งรายการจาก University of Michigan เกี่ยวกับต้นกำเนิดของดาวหาง
อย่าลืมดูพอดคาสต์จาก Astronomy Cast ตอนที่ 64: พลูโตกับระบบสุริยะนอกน้ำแข็งและตอนที่ 292: เมฆออร์ต
อ้างอิง:
การสำรวจระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของนาซา: แถบไคเปอร์และเมฆออร์ต
