Ортов Облак

Ортов Облак — именуван според холандскиот астроном Јан Орт, понекогаш нарекуван и Епик–Ортов Облак, теориски облак претежно составен од ледени планетизимали за кои се верува дека се на растојанија од Сонцето на растојанија од . Поделен е на две области: првата во облик на диск или внатрешен Ортов Облак (или Хилсов Облак) и сферен надворешен Ортоб Облак. Двете области се наоѓаат зад хелиосферата и во меѓуѕвездената средина. Кајперовиот Појас и Расеаниот Диск, останатите два извори на Заднептунски тела, се на растојание од една илијадинка од Сонцето колку од Ортовиот Облак.
Надворешната граница на Ортовиот Облак ја определува космографската граница на Сончевиот Систем и е продолжение на сончевата Хилова сфера. Надворешниот Ортов Облак е слабо сврзан со Сончевиот Систем, и затоа лесно може да биде под гравитациско влијание на ѕвездите во минување и самиот Млечен Пат. Овие сили понекогаш поместуваат комети од нивните орбити во облакот и ги насочуваат кон внатрешниот Сончев Систем. Засновано на нивните орбити, повеќето од краткопериодичните комети можно е да потекнуваат од расеаниоот диск, нои некопи можно е да потекнуваат од самиот Ортов Облак.
Астрономите се сложуваат дека материјалот од кој се состои Ортовиот Облак се создал близу до Сонцето и бил расеан во просторот од гравитациските ефекти на џиновските планети во почетокот на развојот на Сончевиот Систем. Иако не постојат директни потврдни набљудувања на Ортовиот Облак, можно е да е изворот на сите долгопериодични и комети од Халеевиот тип кои навлегуваат во внатрешниот Сончев Систем, и истот така е извор на кентаурите и кометите од Јупитеровото семејство.
1 Хипотеза
Постојат два главни видови на комети: краткопериодични комети (наречени и еклиптички комети) и долгопериодични комети (наречени и изотропни комети). Еклиптичките комети имаат релативно мали орбити, под 10 ае, и ја следат еклиптиката, во истата рамнина на која се и планетите. Сите дологопериодични комети имаат многу големи орбити, на растојанија од илијадници ае, и се појавуваат од која било насока на небото.
Ото Лејшнер во 1907 година предложил дека многу од кометите се верува дека имаат параболични орбити, и на тој начин само еднаш минуваат низ сончевиот Систем, а оние кои всушност имаат елиптични орбити и ќе се вратат низ сончевиот Систем по долги временски периоди. Во 1932 година естонискиот астроном Ернст Епик дал хипотеза дека долгопериодичните комети потекнуваат од облак на крајниот раб на Сончевиот Систем. Холандскиот астроном Јан Орт независно ја заживеал идејата во 1950 година како начин за разрешување на еден парадокс:* Од самото постоење на Сончевиот Систем, орбитите на кометите се нестабилни и во одреден случај динамиката ќе предизвика кометата или ќе се судри со Сонцето или со планета или пак ќе биде исфрлена од Сончевиот Систем преку растројувања.
* Дополнително, нивниот волатилен состав значи дека како што тие повторливо се приближуваат кон Сонцето, зрачењето постепено ги изврива волатилите се едодека кометата не се подели или пак развие изолаторска кора која спречува понатамошно одгасување.
На овој начин, Орт размислувал, дека кометата не би се создала во моменталната орбита и најверојатно била во надворешниот резервоар во текот на своето целовремено постоење. Тој забележал дека постои максимум во бројот на долгопериодични комети во афел (најдалеку од Сонцето) или грубо речено на растојание од 20.000 ае, што наведувало на помислата за постоење на резервоар на тоа растојание со сферна изотропна распределба. Овие ретки комети со орбити од околу 10.000 ае најверојатно минале низ една или повеќе орбити низ Сончевиот Систем и нивните орбити се навлакуваат навнатре кон планетите поради нивното гравитациско влијание.
2 Структура и состав
Ортовиот Облак се церува дека зафаќа широк простор накаде меѓу 2.000 до 5000 ае (0,03 до 0,08 сг) па сè до 50.000 ае или 0,79 сг од Сонцето. Некои пресметки го поставуваат нбадворешниот раб на растојание од 100.000 до 200.000 ае (1,58 и 3,16 сг). Областа може да се подели на сферен надворешен Ортов Облак 20.000 до 50.000 ае (0.32–0.79 сг), и торусоиден внатрешен Ортов Облак на растојание од 2.000 до 20.000 ае (0.0–0.3 сг). Надворешниот облак е слабо сврзан со Сонцето и ги обезбедува долгопериодичните (и веројатно Халиеевиот вид) комети до внатешнаѕа орбита на Нептун. Внатрешниот Ортов Облак е исто така познат и како Хилсов Облак, именуван по Џек Хилс, кој го претпоставил неговото постоење во 1981 година. Моделите предвидуваат дека внатрешниот облак треба да има десетици или стотици пати повеќе кометни јадра од надворешниот се смета за можен извор на нови комети снабдувајќи го слабиот надворешен облак, чиј број на комети постепено се намалува. Хилсовиот Облак го објаснува непрекинатото постоење на Ортовиот Облак по милијарди години.
Надворешниот Ортов Облак можно е да има трилиони тела поголемни од 1 км, и милијарди со апсолутна величина посветла од 11 (што соодвествува приближно на пречник од 20 км), при што соседните тела се на меѓусебни растојанија поголеми и од 10 милиони километри. Плимната маса не е позната, но, земајќи дека Халеевата Комета е соодветен урнек за кометите од надворешниот Ортов Облак, грубо пресметана вкупната маса би изнесувала kg, или петпати поголема од масата на Земјата.
Порано се сметало дека масата била поголема (до 380 Земјини маси),
но подобреното знаење за големината и распределбата на долгопериодичните комети довело да се добијат пониски вредности. Масата на внатрешниот Ортов Обвлак не е определена.
Во анализата на кометите како претставници на целината, поголемиот дел од телата во Ортовиот Облак се состојат од воден мраз, метан, етан, јаглерод моноксид и водороден цијанид.
Сепак, откривањето на телото , тело кое наизглед наликува на астероид од типот D во орбита вообичаена за долгопериодичните комети, довело до теориско истражување кое навело дека телата во Ортовиот Облак се состоим од 1% до 2% астероиди.
Анализата на односите на јаглеродните и азотните изотопи кај долгопериодичните и кометите од Јупитеровото семејство покажува сосема мала разлика, покрај големата разлика во областите од кои тие потекнуваат. Ова наведува на фактот дека и двете потекнуваат од првичниот протопланетарен облак,
заклучок кој ги потврдува изучувањата на зрнестите комети во Ортовиот Облак
и од неодамнешните изучувања добиени од судирот сондата со кометата Темпел 1, припадник на Јупитеровото семејство.
3 Потекло
Ортовиот Облак се смета за остаток од првичниот протопланетарен диск кој се создал околу Сонцето приближно пред 4,6 милијарди години. Најшироко прифатена хипотеза е дека телата од Ортовиот Облак се спојуваат многу поблиску до Сонцето како дел од истиот процес кој ги создал планетите и астероидите, но гравитациското заемодејство со младите гасовити џинови ги исфрлило телата во крајно долги елиптични или параболични патеки. Неодамнешните истражувања од НАСА, претпоставувајќи дека поголем број од телата од Ортовиот Облак се производ на размената на материјал меѓу Сонцето и неговите сродни ѕвезди како што тие се создале и се оддалечиле една од друга, и се верува дека големиот дел од телата во Ортовиот Облак не се создале во близина на Сонцето. Симулациите поврзани со развојот на Ортовиот Облак од почетоците на Сончевиот Систем до денес наведуваат дека масата на облакот го достигнала максимумот околу 800 милиони години по создавањето на истиот, како што судирите и кружното движење се намалиле со што започнало намалувањето на доставата на нов материјал и преовладува намалувањето на масата.
Моделите на Хулио Фернандес предвидуваат дека Расеаниот Диск, кој е главниот извор на периодичните комети во Сончевиот Систем, можно е да биде и првичниот извор за телата од Ортовиот Облак. Според моделите, половина од расеаните тела патуваат кон Ортовиот Облак, додека пак четвртина се насочени кон Јупитеровата орбита, и четвртина се исфрлени во хиперболични орбити. Расеаниот Диск сè уште го снабдува со материјал Ортовиот Облак. Третина од телата на Расеаниот Диск најверојатно ќе се најде во Ортовиот Облак по 2,5 милијрди години.
Компјутерските модели предвидуваат дека судирите на кометарниот отпад за време на периодот на создавање одиграле поголема улога отколку што порано се мислело. Според овие модели, бројот на судирите во почетокот на Сончевиот Систем бил толку голем што поголемиот број од кометитите биле уништени пред да стигнат до Ортовиот Облак. Затоа, моменталната збирна маса на Ортовиот Облак е далеку помала од онаа која се очекувала. Проценетата маса на облакот е само мал дел од 50 до 100-те Земјини маси, исфрлен материјал.
Гравитациското заемодејство со блиските ѕвезди и галактичката плимна сила ги изменилаорбитите на кометите правејќи ги да повеќе да наликуваат на кружници. На овој начин се објаснува скоро сферниот облик на надворешниот Ортов Облак. Од друга страна, Хилсовиот Облак, које посилно сврзан со Сонцето, не поседува сферен облик. Неодамнешните изучувања покажале дека создавањето на Ортовиот Облак, нашироко соодвествува со хипотезата дека Сончевиот Систем се создал како дел од сврзаното јато од 200–400 ѕвезди. Овие млади ѕвезди имале улога во создавањето на облакот, бидејќи бројот на блиските ѕвездени минувања во јатото бил поголем од денешниот, што доведувало до голем број на растројувања.
Во јуни 2010 година Харолд Левисон и останатите предвиделе дека врз основа на засилените сметачки симулации, Сонцето „зафатило комети од другите ѕвезди доека се наоѓало во родното јато“. Нивните резултати наведуваат дека „значаен дел од кометите во Ортовиот Облак, повеќе и од 90%, се од протопланетарните дискови на соседните ѕвезди“.
4 Комети
За кометите се смета дека имаат две поединечни области од каде потекнуваат во Сончевиот Систем. Краткопериодичните комети (оние со орбити до 200 години) вообичаено се смета дека потекнуваат или од Кајперовиот Појас или од Расеаниот Диск, кои се всушност два рамни дискови на ледени остатоци зад Нептуновата орбита на 30 ае и се протегаат сè до 100 ае од Сонцето. Долгопериодичните комети, како што е Хејл-Боповата комета, чии орбити се траат и по илијадници години, се смета дека потекнуваат од Ортовиот Облак. Орбитите во внатрешноста на Кајперовиот Појас се релативно стабилни, и многу мал број на комети се смета дека потекнуваат од тој појас. Расеаниот Диск, сепак, е динамички активен, и е далеку поверопјатно да е местото од кое потекнуваат кометите. Кометите минуваат низ Расеаниот Диск и навлегуваат во областа во која владеат надворешните планети, станувајќи кентаури. Овие кентаури подоцна се испратени подлабоко во внатрешноста и стануваат краткопериодични комети.
Постојат два вида на краткопериодични комети: комети од Јупитеровото семејство (оние со големи полуоски помали од 5 ае) и комети од Халеевото семејство. Кометите од Халеевото семејство, именувани по нивниот урнек, Халеевата Комета, е невообичаено да се сметаат за краткопериодични комети, се претпоставуваа дека нивното првичнно потекло е во Ортовиот Облак, но не во Расеаниот Диск. Засновано на нивните орбити, се мисли дека истите биле долгопериодични комети кој биле заробени гравитациски од џиновските планети и биле насочени кон во внатрешниот Сончев Систем. Овие процеси можно е исто така да ги создале денешните орбити на значаен дел од кометите од Јупитеровото семејство, иако за поголемиот број од тие комети се смета дека потекнуваат од Расеаниот Диск.
Орт забележал дека поголем број од повратните комети бил значително помал од предвидувањата на неговиот модел, и оваа загонетка, позната како „кометарно бледнеење“, допртва треба да се разреши. Не постојат динамички процеси кои се познати дека можат да го објаснат малиот број на набљудувани комети од бројот претпоставен од страна на Орт. Претпоставките за ова отстапување го вклучуваат и уништувањето на кометите поради плимните стресови, судири или загревање, загубата на сите волатили, дел од кометите ги прави да бидат невидливи, односно и создавањето на неволатилна кора на површината може да биде причина за невидливоста. Динамичките изучувања на претпоставените комети од Ортовиот Облак процениле дека нивното појавување во областа на надворешните планети ќе биде неколкукратно поголема од планетите од внатрешниот Сончев Систем. Отстапувањата можно е да се предизвикани поради гравитациското привлекување на Јупитер, кој дејствува како препрека, заробувајќи ги кометите и насочувајќи ги да се судрат со него, како што беше случајот со кометата Шумејкер-Ливи 9 во 1994 година.
5 Плимни ефекти
Повеќето од кометите кои можат да се видат во близина на Спонцето, најверојатно ја постигнале својата местоположба преку гравитациски растројувања во Ортовиот Облак поради плимната сила на Млечниот Пат. Како што плимната сила на Месечината ги деформира океаните, предизвикувајќи го растот и падот на морското ниво, галактичката плимна сила на ист начин ги поместува орбитите на телата во надворешниот Сончев Систем. Во истражените области на Сончевиот Систем, овие ефекти се незначителни споредбено со гравитацијата на Сонцето, но во крајните делови на системот, гравитацијата на Сонцето е послаба и јачината на гравитациското поле на Млечниот Пат има значителни ефекти. Галактичките плимни сили го развлекуваат облакот на оска насочена кон галактичкото јадро и го натиснуваат во односна другите две оски, овие мали растројувања можат да ги променат орбитите во Ортовиот Облак за да ги доближат телата до Сонцето. Точката во која гравитацијата на Сонцето е послаба од влијанието на галактичката плимна сила се нарекува плимен премински полупречник. Се наоѓа на полупречник од 100.000 до 200.000 ае, и ја означува надворешната граница на Ортовиот Облак.
Некои научници теоретизирале дека галактичките плимни сили можно е да придонеле за создавањето на Ортовиот Облак преку зголемувањето на перихелот (најкусото растојание до Сонцето) на планетезимали со големи ахели (најудолгото растојание од Сонцето). Ефектите на галактичката плимна сила се доста сложени и зависат строго на однесувањето на поединечните тела во планетарниот систем. Кумулативно сепак, ефектот може да биде значителен скоро 90% од кометите кои потекнуваат од Ортовиот Облак можно е да се поттикнати од галактичката плимна сила. Статистичките модели на набљудуваните орбити на долгопериодичните комети се во корист на идејата дека галактичките плимни сили се главниот начин на кој нивните орбити се насочени кон внатрешниот Сончев Систем.
6 Ѕвездени растројувања и претпоставка за ѕвездени содружници
Покрај галактичката плимна сила, главниот поттикнувач кој ги пренасочува кометите кон внатрешниот Сончев Систем е заемодејството помеѓу Сончевиот Ортов Облак и гравитациските полиња на блиските ѕвезди или пак џиновските молекуларни облаци. Орбитата на Сонцето низ рамнината на Млечниот Пат понекогаш го носи во близина со другите ѕвездени системи. На пример, се претпоставува дека пред 70 илијади години, можно е Шолцовата ѕвезда минала низ надворешниот Ортов Облак (сепак нејзината мала маса и висока релативна брзина ги ограничиле ефектите). Во текот на следните 10 милиони години позната ѕвезда со најголема можност за предизвикување на гравитациски растројувања во Ортовиот Облак е Глизе 710. Овој процес можно е исто така да расее тела од Ортовиот Облак надвор од еклиптиката и на тој начин да се објасни сферната распределба.
Во 1984, физичарот Ричард Милер претпосатавил дека Сонцето има досега неоткриен содружник, кој најверојатно е кафеаво џуџе или пак црвено џуџе, во елиптична орбита во самиот Ортов Облак. Ова тело, познато како Немеза, се претпоставува дека минува низ дел од Ортовиот Облак приближно на секои 26 милиони години, бомбардирајќи го внатрешниот Сончев Систем со комети. Сепак, до денес не е најден ниту еден доказ дека постои Немеза во Ортовиот Облак, и многу други докази (како што се броењата на кратери), ги намалуваат шансите за нејзиното постоење. Неодамнешните научни истражувања повеќе не ја поддржуваат идејата дека масовните истребувања на Земјата се случуваат на точно определени повторувачки периоди. Па така, претпоставката за Немеза не е потребна за да се објаснат моментните замисли.
Налик слична претпоставка била предложена и од Џон Матис од Луизијанскиот универзитет Лафајет во 2002 го9дина. Тој тврди дека многу поголем број на комети пристигнуваат во внатрешниот Сончев Систем од една особена област од Ортовиот Облак, од она што би се очекувало од галактичката плимна сила или пак само од ѕвездените растројувања, и дека причината за ваквите случувања најверојатно е тело со Јупитерова маса во некоја далечна орбита. Овој претпоставен гасовит џин бил наречен Тихо. Според мисијата ВИСЕ, односно астроносмки преглед кој користи паралаксични мерења во обид да ги подобри резултатите за растојанијата на месните ѕвезди, и постои можност за докажување и негирање на претпоставката за постоењето на планетата Тихо. Во 2014 година, НАСА објави дека мисијата ВИСЕ го исклучува постоењето на какво и да е тело кое претходно било дефинирано од нивна страна.
7 Идни истражувања
Вселенските сонди сè уште не се стигнати до Ортовиот Облак. ''Војаџер 1'', најбрзата и најдалечнта од меѓупланетарните вселенски сонди моментално го напушта Сончевиот Систем ќе пристигне во Ортовиот Облак за 300 години и же и бидат потребни 30.000 година на сондата да ги мине низ облакот. Сепак, околу 2025 година, радиоизотопниот термоелектричен генератор на ''Војаџер 1'' нема повеќе да ја снабдува сондата со енергија за да функционираат нејзините мерни инструменти, со што че престане истражувачката мисија на ''Војаџер 1.'' Останатите четири сонди кои во моментот го напуштаат Сончевиот Систем или се веќе нефункционални или пак ќе бидат нефункционални кога ќе пристигнат во Ортовиот Облак, сепак можно е да пресретната тела кои биле исфрлени од Ортовиот Облак кон внатрешниот Сончев Систем.
Во 1980-ите постоела идеја за сонда која ќе изминела 1.000 ае за 50 години наречена ''''ТАУ'''', една од нејзините мисии би била и потрагата по Отовиот Облак.
Во 2014 година при објавувањето на Опјуртунити како дел од програмата Дискавери, било предложено создавањето на опсерваторија за детектирање на тела од Ортовиот Облак (и Кајперовиот Појас) наречена „Випл“. Таа ќе ги счлледи далечните ѕвезди со фотометар, во потрага на премини кои се нарасојанија до 10.000 ае. Мисијата е предложено да биде во орбита околу L2 и да има траење од 5 години. Предложено е дека и мисијата Кеплер може исто така да забележи тела во ортовиот Облак.
8 Поврзано
*Хелиосфера
*Меѓуѕвездена комета
*Список на можни џуџести планети
*Список на заднептунски тела
*Расеан Диск
*Тихо