นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งทฤษฎีว่าเหนือขอบของระบบสุริยะในระยะทางไกลถึง 50,000 AU (0.79 ly) จากดวงอาทิตย์มีเมฆขนาดใหญ่ของดาวเคราะห์น้ำแข็งที่เรียกว่าเมฆออร์ต ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ Jan Oort นักดาราศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์เชื่อว่าเมฆนี้เป็นที่ที่ดาวหางระยะยาวกำเนิดขึ้น อย่างไรก็ตามจนถึงปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานโดยตรงที่ยืนยันการดำรงอยู่ของ Oort Cloud
นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเมฆออร์ตนั้นยากต่อการสังเกตโดยอยู่ค่อนข้างไกลจากดวงอาทิตย์และกระจัดกระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่มาก อย่างไรก็ตามในการศึกษาล่าสุดทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนียได้เสนอแนวคิดที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง การใช้แผนที่พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิค (CMB) ที่สร้างโดย พลังค์ ภารกิจและกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ พวกเขาเชื่อว่า Oort Clouds รอบดาวฤกษ์อื่นสามารถตรวจจับได้
การศึกษา -“ การสำรวจเมฆออร์ตรอบดาวฤกษ์ทางช้างเผือกพร้อมการสำรวจ CMB” ซึ่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ปรากฏตัวทางออนไลน์นำโดย Eric J Baxter นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย เขาเข้าร่วมโดยศาสตราจารย์ Cullen H. Blake และ Bhuvnesh Jain (อาจารย์ที่ปรึกษาหลักของ Baxter) จาก Pennsylvania
ในการสรุป Oort Cloud เป็นพื้นที่สมมุติฐานซึ่งคาดว่าจะขยายจากระหว่าง 2,000 ถึง 5,000 AU (0.03 และ 0.08 ly) จนถึง 50,000 50,000 AU (0.79 ly) จากดวงอาทิตย์ - แม้ว่าการประมาณการบางอย่างบ่งชี้ว่ามันสามารถเข้าถึง สูงถึง 100,000 ถึง 200,000 AU (1.58 และ 3.16 ly) เช่นเดียวกับแถบไคเปอร์และแผ่นดิสก์ที่กระจัดกระจายเมฆออร์ตเป็นอ่างเก็บน้ำของวัตถุทรานส์เนปจูนแม้ว่ามันจะอยู่ไกลกว่าดวงอาทิตย์ของเรามากกว่าพันเท่า
เชื่อกันว่าเมฆนี้มีต้นกำเนิดมาจากประชากรของร่างน้ำแข็งขนาดเล็กภายใน 50 AU ของดวงอาทิตย์ที่มีอยู่เมื่อระบบสุริยะยังเด็ก เมื่อเวลาผ่านไปเป็นทฤษฎีที่ว่าการก่อกวนวงโคจรที่เกิดจากดาวเคราะห์ยักษ์ทำให้วัตถุเหล่านั้นที่มีวงโคจรที่มีความเสถียรสูงในการสร้างแถบไคเปอร์ตามแนวระนาบสุริยุปราคา
ตามที่ Baxter และเพื่อนร่วมงานของเขากล่าวเนื่องจากการดำรงอยู่ของ Oort Cloud มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของระบบสุริยะดังนั้นจึงเป็นเหตุผลที่จะสมมติว่าระบบดาวอื่น ๆ มี Oort Clouds ของตัวเอง - ซึ่งพวกมันเรียกว่า exo-Oort คลาวด์ (EXOCs) ดังที่ดร. Baxter อธิบายกับนิตยสาร Space ผ่านอีเมล:
“ หนึ่งในกลไกที่เสนอสำหรับการก่อตัวของเมฆออร์ตรอบดวงอาทิตย์ของเราคือวัตถุบางอย่างในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราถูกปล่อยออกสู่วงโคจรวงรีขนาดใหญ่มากโดยการโต้ตอบกับดาวเคราะห์ยักษ์ วงโคจรของวัตถุเหล่านี้ได้รับผลกระทบจากดาวฤกษ์ใกล้เคียงและกระแสน้ำทางช้างเผือกทำให้พวกมันออกจากวงโคจรที่ถูก จำกัด ไว้ที่ระนาบของระบบสุริยะและก่อตัวเป็นเมฆออร์ตทรงกลม คุณอาจจินตนาการได้ว่ากระบวนการที่คล้ายกันนี้อาจเกิดขึ้นรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่มีดาวเคราะห์ยักษ์และเรารู้ว่ามีดาวฤกษ์หลายดวงที่มีดาวเคราะห์ขนาดยักษ์อยู่ด้วย”
ดังที่ Baxter และเพื่อนร่วมงานระบุไว้ในการศึกษาของพวกเขาการตรวจสอบ EXOCs นั้นทำได้ยากส่วนใหญ่ด้วยเหตุผลเดียวกันว่าทำไมไม่มีหลักฐานโดยตรงสำหรับ Oort Cloud ของระบบสุริยะ สำหรับหนึ่งนั้นไม่มีวัตถุจำนวนมากในก้อนเมฆโดยมีค่าประมาณตั้งแต่สองถึงยี่สิบเท่าของมวลโลก ประการที่สองวัตถุเหล่านี้อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ของเรามากซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะไม่สะท้อนแสงมากหรือมีการปล่อยความร้อนที่แข็งแกร่ง
ด้วยเหตุนี้ Baxter และทีมของเขาจึงแนะนำให้ใช้แผนที่ท้องฟ้าที่ความยาวคลื่นมิลลิเมตรและมิลลิเมตรเพื่อค้นหาสัญญาณของเมฆออร์ตรอบดาวฤกษ์อื่น แผนที่ดังกล่าวมีอยู่แล้วต้องขอบคุณภารกิจเช่น พลังค์ กล้องดูดาวที่มีพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล (CMB) ตามที่ Baxter ระบุ:
“ ในบทความของเราเราใช้แผนที่ท้องฟ้าที่ 545 GHz และ 857 GHz ที่สร้างขึ้นจากการสำรวจโดยดาวเทียมพลังค์ พลังค์ได้รับการออกแบบอย่างสวยงาม * เท่านั้น * เพื่อทำแผนที่ CMB; ความจริงที่ว่าเราสามารถใช้กล้องโทรทรรศน์นี้เพื่อศึกษาเมฆนอกเขตออร์ตและกระบวนการที่อาจเชื่อมต่อกับการก่อตัวดาวเคราะห์นั้นน่าประหลาดใจทีเดียว!”
นี่เป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่เนื่องจากการตรวจจับ EXOCs ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของวัตถุประสงค์ที่ต้องการของ พลังค์ หน้าที่ โดยการทำแผนที่ CMB ซึ่งเป็น“ รังสีที่ระลึก” ที่หลงเหลืออยู่จากบิกแบงนักดาราศาสตร์ได้พยายามเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่จักรวาลวิวัฒนาการมาตั้งแต่ยุคแรก ๆ ของจักรวาล 378,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง อย่างไรก็ตามการศึกษาของพวกเขาสร้างขึ้นจากงานก่อนหน้าที่นำโดยอลันสเติร์น (ผู้วิจัยหลักของ นิวฮอริซอน ภารกิจ)
ในปีพ. ศ. 2534 พร้อมด้วย John Stocke (จากมหาวิทยาลัยโคโลราโดโบลเดอร์) และ Paul Weissmann (จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA) สเติร์นทำการศึกษาเรื่อง“ IRAS ค้นหาเมฆออร์ตพลังงานแสงอาทิตย์พิเศษ” ในการศึกษานี้พวกเขาแนะนำให้ใช้ข้อมูลจากดาวเทียมดาราศาสตร์ทางแสงอินฟราเรด (IRAS) เพื่อวัตถุประสงค์ในการค้นหา EXOCs อย่างไรก็ตามในขณะที่การศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่ความยาวคลื่นและระบบดาว 17 ดวง Baxter และทีมของเขาอาศัยข้อมูลเป็นหมื่นระบบและในช่วงกว้างของความยาวคลื่น
กล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบันและอนาคตอื่น ๆ ที่ Baxter และทีมของเขาเชื่อว่าน่าจะมีประโยชน์ในแง่นี้รวมถึงกล้องโทรทรรศน์ขั้วโลกใต้ซึ่งตั้งอยู่ที่สถานีขั้วโลกใต้ Amundsen – Scott ในแอนตาร์กติกา กล้องโทรทรรศน์อาตาคามาจักรวาลและหอดูดาว Simons ในชิลี กล้องโทรทรรศน์ที่มีรูรับแสงขนาดใหญ่ที่มีรูพรุนขนาดเล็ก (BLAST) ในแอนตาร์กติกา; กล้องโทรทรรศน์สีเขียวของธนาคารในเวสต์เวอร์กินาและอื่น ๆ
“ ยิ่งไปกว่านั้น Gaia ดาวเทียมเพิ่งทำแผนที่ตำแหน่งและระยะทางของดาวฤกษ์ในกาแลคซีของเราอย่างแม่นยำ” Baxter กล่าว “ สิ่งนี้ทำให้การเลือกเป้าหมายสำหรับการค้นหาบนคลาวด์ภายนอกค่อนข้างตรงไปตรงมา เราใช้การรวมกันของ Gaia และ พลังค์ ข้อมูลในการวิเคราะห์ของเรา”
เพื่อทดสอบทฤษฎีของพวกเขาแบ็กซ์เตอร์และทีมได้สร้างแบบจำลองหลายแบบสำหรับการระบายความร้อนของเมฆนอกเขตออร์ต “ แบบจำลองเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการตรวจจับเมฆนอกเขตรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียง (หรืออย่างน้อยก็ จำกัด คุณสมบัติของพวกมัน) เป็นไปได้เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์และการสังเกตการณ์ที่มีอยู่” เขากล่าว “ โดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นที่แนะนำข้อมูลจาก พลังค์ ดาวเทียมอาจเข้ามาใกล้เพื่อตรวจจับเมฆนอกเขตออร์ตเช่นเดียวกับเรารอบดาวฤกษ์ใกล้เคียง”
นอกจากนี้ Baxter และทีมของเขายังตรวจพบสัญญาณบางส่วนของดวงดาวที่พวกเขาพิจารณาในการศึกษาของพวกเขา - โดยเฉพาะในระบบ Vega และ Formalhaut จากการใช้ข้อมูลนี้พวกเขาสามารถกำหนดข้อ จำกัด เกี่ยวกับการมีอยู่ของ EXOCs ในระยะ 10,000 ถึง 100,000 AUs จากดาวเหล่านี้ซึ่งตรงกับระยะทางระหว่างดวงอาทิตย์และเมฆออร์ตของเรา
อย่างไรก็ตามการสำรวจเพิ่มเติมจะต้องก่อนที่จะมีการยืนยันใด ๆ ของ EXOCs แบบสำรวจเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2564 ในระหว่างนี้การศึกษานี้มีนัยสำคัญค่อนข้างมากสำหรับนักดาราศาสตร์และไม่ใช่เพียงเพราะมันเกี่ยวข้องกับการใช้แผนที่ CMB ที่มีอยู่เพื่อการศึกษาพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มเติม ดังที่ Baxter กล่าวไว้
“ เพียงแค่ตรวจจับเมฆนอกเขตออร์ตจะน่าสนใจจริง ๆ เนื่องจากอย่างที่ฉันได้กล่าวไว้ข้างต้นเราไม่มีหลักฐานโดยตรงใด ๆ เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของเมฆออร์ตของเราเอง หากคุณได้รับการตรวจจับเมฆนอกชายฝั่งก็อาจให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวดาวเคราะห์และวิวัฒนาการของดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ตัวอย่างเช่นลองจินตนาการว่าเราตรวจพบเมฆนอกเขตรอบดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์ยักษ์เท่านั้น นั่นน่าจะเป็นหลักฐานที่น่าเชื่อถือว่าการก่อตัวของเมฆออร์ตเชื่อมต่อกับดาวเคราะห์ยักษ์ดังที่ทฤษฎีทฤษฎียอดนิยมเกี่ยวกับการก่อตัวของเมฆออร์ตของเราเอง”
เมื่อความรู้ของเราเกี่ยวกับจักรวาลขยายตัวนักวิทยาศาสตร์เริ่มให้ความสนใจมากขึ้นในสิ่งที่ระบบสุริยะของเรามีร่วมกับระบบดาวอื่น ๆ ในทางกลับกันสิ่งนี้ช่วยให้เราเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของระบบของเราเอง มันยังให้คำแนะนำที่เป็นไปได้เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของจักรวาลเมื่อเวลาผ่านไปและบางทีอาจจะเป็นที่ที่ชีวิตสามารถพบได้ในสักวันหนึ่ง
