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Nube de Oort

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Este artículo está sobre la nube de Oort exterior. La nube de Oort interior, consulte Nube de Hills.
Este gráfico muestra la distancia entre la nube de Oort y el resto del Sistema Solar y dos de las estrellas más cercanas en unidades astronómicas. La escala es logarítmica, con cada distancia especificada diez veces más lejos hacia fuera que el anterior.
Un impresión del artista de la nube de Oort y el Cinturón de Kuiper (recuadro). Tamaños de objetos individuales han sido exagerados para la visibilidad.

El Nube de Oort (/ˈƆːrt/ o /ˈƱərt/,[1] el nombre del astrónomo holandés Jan Oort), a veces llamado el Nube de Öpik-Oort,[2] es un teórica predominante de la nube de helado planetesimales se cree que rodean la Sol a lo más lejos en alguna parte entre 50.000 y 200.000 AU (ly 0.8 y 3.2).[Nota 1][3] Se divide en dos regiones: una en forma de disco la nube de Oort interior (o Nube de Hills) y un esférico nube de Oort exterior. Ambas regiones se encuentran más allá de la heliosfera y en espacio interestelar.[3][4] El Cinturón de Kuiper y de la disco dispersado, los otros dos embalses de objetos transneptunianos, son menos de una milésima como lejos del sol como la nube de Oort.

El límite exterior de la nube de Oort define la cosmographical límite de la Sistema solar y el grado del sol Esfera de Hill.[5] La nube de Oort exterior sólo está ligada a la del Sistema Solar y así se ve afectada por la atracción gravitacional de pasando por estrellas y de la Vía Láctea sí mismo. Estas fuerzas en ocasiones desalojar cometas de sus órbitas dentro de la nube y enviarlos hacia la interior del Sistema Solar.[3] Basado en sus órbitas, la mayoría de los cometas de período corto puede provenir del disco dispersado, pero algunos todavía pueden haberse originado de la nube de Oort.[3][6]

Los astrónomos conjeturar que la materia compone la nube de Oort formado más cerca al sol y fue dispersada lejos en espacio por los efectos gravitacionales de la planetas gigantes temprano en la Evolución de la sistema solar.[3] Aunque no se han hecho confirmados observaciones directas de la nube de Oort, puede ser la fuente de todo período largo y Halley-tipo cometas en el interior del Sistema Solar y muchos de los centauros y Júpiter-familia cometas también.[6]

Contenido

  • 1 Hipótesis
  • 2 Estructura y composición
  • 3 Origen
  • 4 Cometas
  • 5 Efectos de marea
  • 6 Perturbaciones estelares e hipótesis estelares del compañero
  • 7 Exploración futura
  • 8 Véase también
  • 9 Referencias
  • 10 Notas
  • 11 Acoplamientos externos

Hipótesis

En 1932, el Estonio Astrónomo Ernst Öpik postulado que los cometas de período largo se originaron en una nube que orbita en el borde exterior de la Sistema solar.[7] La idea fue restablecida independientemente por Holandés Astrónomo Jan Oort como un medio para resolver una paradoja.[8] En el transcurso de la existencia del Sistema Solar las órbitas de los cometas son inestables y eventualmente dinámica dictan que un cometa o bien debe chocar con el sol o un planeta, o bien expulsado del Sistema Solar por planetario perturbaciones. Por otra parte, su composición volátil significa que como repetidamente enfoque del sol, radiación poco a poco se reduce los volátiles apagado hasta que el cometa se divide o desarrolla una costra aislante que impide aún más emisión de gases. Así, un cometa Oort razonado, no podría haberse formado en su órbita actual y debe se han celebrado en un depósito externo para casi la totalidad de su existencia.[8][9][10]

Hay dos clases principales de cometa, cometas de período corto (también llamados eclíptica cometas) y los cometas de período largo (también llamados casi isotrópico cometas). Cometas de la eclíptica tienen órbitas relativamente pequeñas, por debajo de 10 UA y siga el plano de la eclíptica, el mismo plano en que se encuentran los planetas. Los cometas de período largo tienen órbitas muy grandes, del orden de millares de AU y aparecen en todas las direcciones en el cielo.[10] Oort observó que había un pico en el número de cometas de período largo con aphelia (su distancia más alejada del sol) de aproximadamente 20.000 UA, que sugirió un depósito a esa distancia con una distribución esférica, isotrópica.[10] Los relativamente raros cometas con órbitas de unos 10.000 AU probablemente han pasado por una o más órbitas a través del Sistema Solar y han tenido sus órbitas dibujadas hacia adentro por el gravedad de los planetas.[10]

Estructura y composición

La distancia supuesta de la nube de Oort en comparación con el resto del Sistema Solar

La nube de Oort se piensa para ocupar un gran espacio de algún lugar entre 2.000 y 5.000 AU (0.08 y 0.03 ly)[10] a hasta 50.000 AU (0.79 ly)[3] desde el sol. Algunas estimaciones Coloque el borde exterior en entre 100.000 y 200.000 AU (ly 1.58 y 3.16).[10] La región puede subdividirse en una nube de Oort externa esférica de 20.000-50.000 UA (0.32-0,79 ly) y un Toro-en forma de nube de Oort interna de 2.000-20.000 UA (0.0-0.3 ly). La nube exterior es sólo débilmente enlazado al sol y suministros el período de tiempo (y posiblemente tipo Halley) cometas a dentro de la órbita de Neptuno.[3] La nube de Oort interna también es conocido como la nube de Hills, el nombre de Gato G. colinas, que propuso su existencia en 1981.[11] Los modelos predicen que la nube interior debería tener decenas o cientos de veces como muchos núcleos cometarios como el halo externo;[11][12][13] es visto como una posible fuente de cometas nuevos para reabastecimiento la tenue nube exterior como números de estos últimos se agotan gradualmente. La nube de Hills explica la persistencia de la nube de Oort tras miles de millones de años.[14]

La nube de Oort externa puede tener billones de objetos mayores de 1 kilómetro (0,62 millas),[3] y miles de millones magnitud absoluta[15] objetos más brillante que 11 (correspondiente a aproximadamente 20 kilómetros (12 millas) de diámetro), con los vecinos de decenas de millones de kilómetros de distanciadas.[6][16] No se conoce su masa total, pero, suponiendo que Cometa Halley es un prototipo conveniente para cometas de la nube de Oort exterior, la masa combinada es aproximadamente 3×1025 kilogramos (6.6×1025lb), o cinco veces la de la tierra.[3][17] Antes de que se creía que era más masivo (hasta 380 masas de la tierra),[18] pero un mejor conocimiento de la distribución de tamaño de los cometas de período largo llevó a reducir las estimaciones. La masa de la nube de Oort interna no se ha caracterizado.

Si análisis de cometas son representante del conjunto, la gran mayoría de los objetos de la nube de Oort consiste de hielos como el agua, metano, etano, monóxido de carbono y cianuro de hidrógeno.[19] Sin embargo, el descubrimiento del objeto 1996 PW, un objeto cuyo aspecto era constante con un Asteroide de tipo D[20][21] en una órbita de un cometa de período largo, incitó la investigación teórica que sugiere que la población de la nube de Oort consiste de aproximadamente uno a dos por ciento de asteroides.[22] Análisis de carbono y nitrógeno Isótopo las tasas de los cometas de período largo y la familia de Júpiter muestra poca diferencia entre los dos, a pesar de sus probablemente muy distintas regiones de origen. Esto sugiere que ambos se originaron desde la nube protosolar original,[23] una conclusión también apoyada por estudios del tamaño granular en los cometas de la nube de Oort[24] y por el impacto reciente del cometa de Júpiter-familia Tempel 1.[25]

Origen

La nube de Oort se piensa para ser un remanente de la original discos protoplanetarios que formado alrededor del sol aproximadamente 4,6 billones de años.[3] La más ampliamente aceptada hipótesis es que los objetos de la nube de Oort inicialmente Unido mucho más cercano al sol como parte de un mismo proceso que formó el planetas y planetas menores, sino que la interacción gravitatoria con los jóvenes gigantes de gas como Júpiter expulsa los objetos a muy largo elíptico o órbitas parabólicas.[3][26] La investigación reciente ha sido citada por la NASA hipótesis de que un gran número de nube de Oort objetos son el producto de un intercambio de materiales entre el sol y sus estrellas hermano formaron y mandilaron aparte, y se sugiere que muchos, posiblemente la mayoría de — objetos de la nube de Oort no formó en proximidad cercana al sol.[27] Simulaciones de la evolución de la nube de Oort desde los inicios del Sistema Solar hasta el presente sugieren que la masa de la nube llegó a su máximo alrededor de 800 millones años después de la formación, se desaceleró el ritmo de acreción y colisión y agotamiento comenzó a superar la fuente.[3]

Modelos de Julio Ángel Fernández sugieren que la disco dispersado, que es la principal fuente de cometas periódicos en el Sistema Solar, también podría ser la fuente primaria para los objetos de la nube de Oort. Según los modelos, aproximadamente la mitad de los objetos dispersos viaje hacia fuera hacia la nube de Oort, mientras que un cuarto se desplazan hacia el interior a la órbita de Júpiter, y una cuarta parte son expulsados en hiperbólica órbitas. El disco dispersado aún podría suministrar la nube de Oort con el material.[28] Un tercio de la población del disco dispersado es probable que terminan en la nube de Oort después de 2,5 billones de años.[29]

Modelos informáticos sugieren que las colisiones de desechos cometarios durante el período de formación juegan un papel mucho mayor que previamente se creía. Según estos modelos, el número de colisiones temprano en historia de la Sistema Solar fue tan grande que la mayoría de cometas fueron destruidos antes de llegar a la nube de Oort. Por lo tanto, la masa acumulativa actual de la nube de Oort es mucho menos que una vez fue sospechada.[30] La masa estimada de la nube es sólo una pequeña parte de las masas de tierra de 50 – 100 de material expulsado.[3]

Interacción gravitatoria con estrellas cercanas y marea Galáctica modificar órbitas cometarias para hacerlas más circular. Esto explica la forma casi esférica de la nube de Oort exterior.[3] Por otra parte, la nube de Hills, que es más fuertemente al sol, no ha adquirido una forma esférica. Estudios recientes han demostrado que la formación de la nube de Oort es ampliamente compatible con la hipótesis de que la Sistema solar formado como parte de un Cluster de 200 – 400 estrellas. Estas primeras estrellas probablemente desempeñaron un papel en la formación de la nube, ya que el número de cierre pasajes estelares en el cúmulo era mucho mayor que en la actualidad, conduce a perturbaciones más frecuentes.[31]

En junio de 2010 Harold F. Levison y otros sobre la base de las simulaciones de computadora mejorada que el sol "capturado cometas de otras estrellas, mientras estaba en su cluster de nacimiento". Sus resultados implican que "una fracción sustancial de los cometas de la nube de Oort, tal vez superior al 90%, son de los discos protoplanetarios de otras estrellas".[32][33]

Cometas

Cometa Hale-Bopp, un cometa de la nube de Oort arquetípica

Cometas se cree que dos puntos separados de origen en el Sistema Solar. Cometas de período corto (ésos con las órbitas de hasta 200 años) se aceptan que han surgido desde la Cinturón de Kuiper o el disco disperso, que son dos discos planos vinculados de restos helados más allá de la órbita de Neptuno a 30 AU y conjuntamente que se extiende hacia fuera más allá de 100 AU de los cometas de período largo de Sun., como cometa Hale-Bopp, cuyas órbitas última durante miles de años, se cree que se originan en la nube de Oort. Las órbitas dentro del cinturón de Kuiper son relativamente estables, y tan muy pocos cometas se cree que allí se originan. El disco dispersado, sin embargo, es dinámicamente activo y es mucho más probable que sea el lugar de origen de los cometas.[10] Cometas pasan del disco dispersado en el Reino de los planetas exterior, convirtiéndose en lo que se conoce como centauros.[34] Estos centauros son enviados más lejos interior para convertirse en los cometas de período corto.[35]

Hay dos variedades principales de cometa de período corto: cometas de la familia de Júpiter (los que tienen los principales ejes de menos de 5 UA) y los cometas Halley-familia. Cometas de Halley-familia, nombrados para su prototipo, Cometa Halley, son inusuales en que aunque son cometas de período corto, se presume que su origen final está en la nube de Oort, no en el disco disperso. Basado en sus órbitas, se sugiere que eran cometas de período largo que fueron capturados por la gravedad de los planetas gigantes y enviados en el interior del Sistema Solar.[9] Este proceso puede también han creado las actuales órbitas de una fracción importante de los cometas de la familia de Júpiter, aunque la mayoría de estos cometas se piensa para haber originado en el disco disperso.[6]

Oort observó que el número de cometas de volver mucho menos que su modelo predicha, y este problema, conocido como "fading cometarios", todavía tiene que resolverse. Ningún proceso dinámico conocido puede explicar este descuento de cometas observados. Hipótesis para esta discrepancia incluyen la destrucción de los cometas debido a tensiones de marea, impacto o calefacción; la pérdida de todo volátiles, representación algunos cometas invisibles, o la formación de una corteza permanente en la superficie.[36] Estudios dinámicos de cometas de la nube de Oort que han demostrado su ocurrencia en la planeta exterior región es varias veces mayor que en la región interna del planeta. Esta discrepancia puede ser debido a la atracción gravitacional de Júpiter, que actúa como una especie de barrera, atrapando los cometas entrantes y haciéndolos chocar con él, al igual que hizo con Cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994.[37]

Efectos de marea

Artículo principal: Marea Galáctica

La mayoría de los cometas vistos cerca del sol parece haber alcanzado sus posiciones actuales a través de la perturbación gravitacional de la nube de Oort, por el fuerza de marea ejercido por el Vía Láctea. Al igual que la Lunade fuerza de marea deforma los océanos de la tierra, que causa las mareas que suben y bajan, la marea Galáctica también distorsiona las órbitas de los cuerpos en el Sistema Solar exterior. En las regiones planeadas de la Sistema Solar, estos efectos son insignificantes en comparación con la gravedad del sol, pero en los alcances exteriores del sistema, la gravedad del sol es más débil y el gradiente del campo gravitacional de la vía Láctea tiene efectos substanciales. Fuerzas de marea Galáctica la nube a lo largo de un eje dirigido hacia el centro galáctico y comprimirla a lo largo de los dos ejes; estas pequeñas perturbaciones pueden cambiar las órbitas en la nube de Oort a objetos cerca del sol.[38] El punto en que la gravedad del sol reconoce su influencia a la marea Galáctica se llama el radio de marea de truncamiento. Se encuentra en un radio de 100.000 a 200.000 AU y marca el límite exterior de la nube de Oort.[10]

Algunos eruditos teorizan que la marea Galáctica pudo haber contribuido a la formación de la nube de Oort, aumentando la perihelia (distancias más pequeñas que el sol) de planetesimales con aphelia grandes (mayores distancias al sol).[39] Los efectos de la marea Galáctica son absolutamente complejos y dependen en gran medida en el comportamiento de objetos individuales dentro de un sistema planetario. Acumulativamente, sin embargo, el efecto puede ser absolutamente significativo: hasta 90% de todos los cometas procedentes de la nube de Oort pueden ser el resultado de la marea Galáctica.[40] Modelos estadísticos de las órbitas observadas de los cometas de período largo argumentan que la marea Galáctica es el principal medio por el cual se molestan sus órbitas hacia el interior del Sistema Solar.[41]

Perturbaciones estelares e hipótesis estelares del compañero

Además de la marea Galáctica, el detonante principal para el envío de cometas en la Sistema Solar interna se cree que la interacción entre la nube de Oort del sol y los campos gravitatorios de las estrellas cercanas[3] o gigante nubes moleculares.[37] La órbita del sol a través del plano de la vía Láctea a veces trae en relativamente proximidad de otros sistemas estelares. Por ejemplo, 70 mil años, Estrella de Scholz pasa a través de la nube de Oort exterior (aunque su baja velocidad y alto relativo había limitado su efecto).[42] Durante los próximos años 10 millones es la estrella conocida con la mayor posibilidad de perturbar la nube de Oort Gliese 710.[43] Este proceso también dispersa la nube de Oort objetos fuera del plano de la eclíptica, potencialmente también explicando la distribución esférica.[43][44]

En 1984, Físico Richard A. Muller postuló que el sol tiene un compañero hasta ahora desapercibido, ya sea un enana marrón o un enano rojo, en una órbita elíptica dentro de la nube de Oort. Este objeto, conocido como Nemesis, planteó la hipótesis para pasar a través de una porción de la nube de Oort aproximadamente cada 26 millones de años, bombardeando el interior del Sistema Solar con los cometas. Sin embargo, hasta la fecha que no se ha encontrado ninguna evidencia de Némesis y muchas líneas de evidencia (como por ejemplo cuentas del cráter), han lanzado su existencia en duda.[45][46] Análisis científicos recientes ya no apoya la idea que las extinciones en la tierra ocurren en intervalos regulares, repetición.[47] Por lo tanto, ya no es necesaria la hipótesis de Némesis.[47]

Una hipótesis similar fue avanzada por el astrónomo John J. Matese, de la University of Louisiana at Lafayette en el año 2002. Él afirma que más cometas llegan en el interior del Sistema Solar de una región particular de la nube de Oort que puede ser explicado por la marea Galáctica o perturbaciones estelares solo, y que la causa más probable es una Júpiter-objeto masivo en una órbita distante.[48] Esta hipotética gigante gaseoso fue apodado Tyche. El Misión de sabios, un Encuesta sobre el todo-cielo utilizando paralaje medidas con el fin de aclarar las distancias de estrellas locales, era capaz de probar o refutar la hipótesis de Tyche.[47] En 2014, la NASA anunció que la encuesta sabia había descartado cualquier objeto como había definido.[49]

Exploración futura

Impresión del artista de la TAU nave espacial

Las sondas espaciales han llegado a la zona de la nube de Oort. Voyager 1, el más rápido[50] y más lejano[51][52] de las sondas interplanetarias actualmente saliendo del Sistema Solar, llega a la nube de Oort en cerca de 300 años[4][53] y cerca de 30.000 años para pasar a través de él.[54][55] Sin embargo, alrededor de 2025, el generadores termoeléctricos del radioisótopo en Voyager 1 ya no proporcionará suficiente energía para operar cualquiera de sus instrumentos científicos, evitando cualquier exploración por Voyager 1. El otros cuatro sondeos Actualmente escapando del Sistema Solar son ya o se predicen para ser no funcional cuando llegan a la nube de Oort; sin embargo, es posible encontrar un objeto de la nube, que ha sido golpeado en el interior del Sistema Solar.

En la década de 1980 hubo un concepto para un sondeo a 1.000 UA en 50 años llamado TAU; entre sus misiones sería buscar la nube de Oort.[56]

En el 2014 anuncio de oportunidad para la Programa Discovery, un Observatorio para detectar los objetos en la nube de Oort (y cinturón de Kuiper) llama la "Misión de Whipple" se propuso.[57] Vigilaría estrellas distantes con un fotómetro, buscando tránsitos hasta 10 mil AU lejos.[57] El Observatorio se propuso para halo orbitando alrededor de L2 con la misión sugerida de 5 años.[57] Se ha sugerido que la Observatorio Kepler también puede ser capaz de detectar objetos en la nube de Oort.[58]

Véase también

  • Heliosfera
  • Cometa interestelar
  • Lista de planetas enanos posible
  • Lista de objetos transneptunianos
  • Disco dispersado
  • Tyche (planeta hipotético)

Referencias

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Notas

  1. ^ Límite exterior de la nube de Oort es difícil de definir ya que varía en el miles de años como pasan de estrellas diferentes al sol y por lo tanto está sujeto a variación. Las estimaciones de la distancia entre 50.000 y 200.000 UA.

Acoplamientos externos

  • Perfil de la nube de Oort por Exploración de Sistema Solar de la NASA
  • El cinturón de Kuiper y la nube de Oort
  • El efecto de las perturbaciones de la alfa Cen A / B sistema en la nube de Oort
  • Reevaluar la formación de la nube de Oort interna en un cluster de estrella incrustada II: sondeo el borde interior (Brasser; Schwamb: 07 de noviembre de 2014: arXiv: 1411.1844)

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