Облако Оорта — это протяжённая, преимущественно сферическая область на самых дальних окраинах Солнечной системы, где, как предполагается, сосредоточены огромные «запасы» ледяных небесных тел. Эти тела слишком удалены от Солнца, чтобы заметно и регулярно взаимодействовать с планетами, а потому они обычно сохраняют свои орбиты на протяжении долгого времени.
Именно из этого «хранилища», по одной из ведущих научных гипотез, время от времени появляются долгопериодические кометы — те, которые совершают обороты вокруг Солнца за десятки и сотни лет (а иногда и за тысячи).
Иными словами, облако Оорта рассматривают как «резервуар» комет на дальних рубежах: кометы появляются не потому, что их кто‑то регулярно «подталкивает», а потому, что внешний гравитационный фон периодически нарушает равновесие в их траекториях.
Где оно находится
Обычно облако Оорта описывают как область, начинающуюся примерно на расстояниях в десятки тысяч астрономических единиц (а.е.) от Солнца. (Одна а.е. — это среднее расстояние от Земли до Солнца.)
Принято выделять два уровня:
Внутренние области — ближе к Солнцу
Внешние области — ещё дальше, где влияние Солнца на малые тела постепенно ослабевает, а на их орбиты сильнее сказываются факторы извне. При этом важный момент: граница облака не является жёсткой.
Из чего оно может состоять
Вероятно, облако Оорта «населено» небольшими ледяными телами — «прародителями» комет или их ранними формами. Их состав связывают с летучими веществами, которые способны испаряться при нагреве:
- водяной лёд и другие льды;
- органические компоненты и пыль;
- соединения вроде аммиака, метана и других веществ (их присутствие зависит от модели и сценария формирования).
Стоит объекту приблизиться к Солнцу, лёд начинает сублимировать (переходить из твёрдого состояния в газообразное), формируя комету — оболочку (кому) и нередко хвост.
Что указывает на существование облака Оорта?
В наблюдениях хорошо различаются:
- кометы с относительно короткими периодами, которые чаще связывают с ближними областями внешней Солнечной системы;
- кометы с очень длинными периодами, орбиты которых указывают на источник, расположенный на больших расстояниях.
Долгопериодические кометы, как правило, приходят к Солнцу с орбитами большой вытянутости. Для объяснения требовалась область, где малые тела могут сохранять орбитальные параметры в течение очень длительного времени, а затем время от времени терять устойчивость. Этим требованиям и отвечает облако Оорта: если в нём действительно множество ледяных тел, то долгопериодические кометы возникают естественным образом.
Как кометы покидают облако Оорта
Запуск кометы внутрь Солнечной системы связывают прежде всего с внешними возмущениями:
- Гравитационные влияния со стороны звёзд, проходящих рядом с Солнцем. Достаточно близкий пролёт в астрономическом смысле может изменить параметры орбиты далёкого объекта.
- Галактические приливные силы — то есть влияние структуры Галактики на движущиеся тела.
- Особенности ранней динамики развития Солнечной системы: в первые эпохи формирования планет, большие планеты могли «разбрасывать» ледяной материал в дальние области, формируя будущий источник комет.
Результат этих процессов один: орбита некоторых комет, пересекает внутренние области Солнечной системы. Когда тело приближается к Солнцу, начинает активно испаряться, и в небе можно увидеть комету.
Масштаб и предполагаемое количество
Хотя прямое наблюдение облака Оорта пока практически недоступно, расчёты показывают, что для объяснения наблюдаемого потока долгопериодических комет требуется очень обширная «популяция» ледяных тел.
Отличие облака Оорта от пояса Койпера
Часто эти области сравнивают, потому что обе связаны с кометами, но они устроены по-разному.
Пояс Койпера расположен намного ближе (десятки астрономических единиц). Там планетные возмущения играют более заметную роль, а кометы нередко имеют более «короткие» орбиты.
Облако Оорта находится далеко (десятки тысяч астрономических единиц). Планеты там почти не влияют на траектории небесных тел
Поэтому кометы из облака Оорта чаще оказываются действительно долгопериодическим.
Можно ли наблюдать облако напрямую?
На текущем уровне развития инструментов прямое обнаружение облака Оорта крайне сложно. Причины просты: объекты слишком малы и слишком удалены. По этой причине облако Оорта подтверждают в основном косвенно: через закономерности орбит комет, распределения их параметров и динамические модели, согласующиеся с наблюдениями.
Значение облака Оорта для науки
Если гипотеза о существовании облака Оорта верна, то оно становится не просто «источником комет», а потенциальным носителем информации о ранней стадии формирования Солнечной системы. Ледяные тела могли сохранять следы того, из чего формировались планеты, как распределялась материя в протопланетном диске и как будущие гигантские планеты перестраивали окружающее пространство.
Комета, пришедшая из облака Оорта, в таком случае — это не только красивое небесное явление, но и образец вещества, который мог пролежать практически неизменённым в экстремальном холоде долгие эпохи.