Po desetiletí se vědci domnívali, že za okrajem Sluneční soustavy, ve vzdálenosti až 50 000 AU (0,79 ly) od Slunce, se nachází masivní mrak ledových planetesimál známých jako Oortův oblak . Tento oblak pojmenován na počest nizozemského astronoma Jana Oorta je považován za místo, odkud pocházejí dlouhodobé komety. Dosud však nebyly poskytnuty žádné přímé důkazy, které by potvrdily existenci Oortova oblaku.
To je způsobeno skutečností, že Oortův oblak je velmi obtížné pozorovat, protože je poměrně daleko od Slunce a je rozptýlen ve velmi rozsáhlé oblasti vesmíru. Nicméně v a nedávné studie , tým astrofyziků z University of Pennsylvania navrhl radikální nápad. Pomocí map z Kosmické Mikrovlnné Pozadí (CMB) vytvořené společností Planckmise a další dalekohledy, věří, že Oortova mračna kolem jiných hvězd lze detekovat.
Studie - ' Sondování Oortových mračen kolem hvězd Mléčné dráhy pomocí CMB průzkumů “, který se nedávno objevil online – vedl Eric J Baxter, postdoktorandský výzkumník z katedry fyziky a astronomie na University of Pennsylvania. Připojili se k němu profesoři z Pensylvánie Cullen H. Blake a Bhuvnesh Jain (primární mentor společnosti Baxter).
Abychom to shrnuli, Oortův oblak je hypotetická oblast vesmíru, o které se předpokládá, že sahá od 2 000 do 5 000 AU (0,03 až 0,08 ly) až po 50 000 AU (0,79 ly) od Slunce – i když některé odhady naznačují, že by mohla dosáhnout až 100 000 až 200 000 AU (1,58 a 3,16 ly). Jako Cooperův pás a Rozptýlený disk , Oortův oblak je rezervoárem transneptunské objekty , i když je od našeho Slunce více než tisíckrát vzdálenější než tyto další dvě.
Předpokládá se, že tento mrak pochází z populace malých, ledových těles v okruhu 50 AU od Slunce, která byla přítomna, když byla Sluneční soustava ještě mladá. V průběhu času se předpokládá, že orbitální poruchy způsobené obřími planetami způsobily, že ty objekty, které měly vysoce stabilní oběžné dráhy, vytvořily Kuiperův pás podél roviny ekliptiky, zatímco ty, které měly excentričtější a vzdálenější oběžné dráhy, vytvořily Oortův oblak.
Podle Baxtera a jeho kolegů, protože existence Oortova oblaku hrála důležitou roli při formování Sluneční soustavy, je proto logické předpokládat, že jiné hvězdné systémy mají své vlastní Oortovy mraky – které označují jako exo-Oortovy Mraky (EXOC). Jak Dr. Baxter vysvětlil Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„Jedním z navrhovaných mechanismů pro vytvoření Oortova oblaku kolem našeho Slunce je, že některé objekty v protoplanetárním disku naší sluneční soustavy byly vyvrženy na velmi velké, eliptické dráhy interakcí s obřími planetami. Dráhy těchto objektů byly poté ovlivněny blízkými hvězdami a galaktickými přílivy, což způsobilo, že se odchýlily od drah omezených na rovinu sluneční soustavy a vytvořily nyní sférický Oortův oblak. Dokážete si představit, že by k podobnému procesu mohlo dojít kolem jiné hvězdy s obřími planetami a my víme, že existuje mnoho hvězd, které mají obří planety.“
Jak Baxter a jeho kolegové uvedli ve své studii, odhalování EXOC je obtížné, převážně ze stejných důvodů, proč neexistuje žádný přímý důkaz pro vlastní Oortův oblak Sluneční soustavy. Za prvé, v oblaku není mnoho materiálu, přičemž odhady se pohybují od několika do dvacetinásobku hmotnosti Země. Za druhé, tyto objekty jsou velmi daleko od našeho Slunce, což znamená, že neodrážejí mnoho světla nebo mají silné tepelné emise.
Z tohoto důvodu Baxter a jeho tým doporučili používat mapy oblohy na milimetrových a submilimetrových vlnových délkách k hledání známek Oortova mračna kolem jiných hvězd. Takové mapy již existují díky misím, jako je napřPlanckdalekohled, který zmapoval kosmické mikrovlnné pozadí (CMB). Jak Baxter naznačil:
'V našem článku používáme mapy oblohy na 545 GHz a 857 GHz, které byly vytvořeny z pozorování družice Planck. Planck byl do značné míry navržen *pouze* k mapování CMB; skutečnost, že můžeme tento dalekohled použít ke studiu exo-Oortových oblaků a potenciálně procesů spojených s tvorbou planet, je docela překvapivá!
Toto je poměrně revoluční myšlenka, protože detekce EXOC nebyla součástí zamýšleného účeluPlanckmise. Mapováním CMB, což je „reliktní záření“, které zbylo po velkém třesku, se astronomové snažili dozvědět více o tom, jak se vesmír vyvíjel od raného vesmíru – cca. 378 000 let po velkém třesku. Jejich studie však staví na předchozí práci, kterou vedl Alan Stern (hlavní řešitel projektu Nové obzory mise).
Celooblohová data získaná misí ESA Planck, ukazující různé vlnové délky. Kredit: ESA
V roce 1991, spolu s Johnem Stockem (z University of Colorado, Boulder) a Paulem Weissmannem (z NASA's Jet Propulsion Laboratory), Stern provedl studii s názvem „ IRAS hledala extrasolární Oortova oblaka “. V této studii navrhli použít data z Infračervený astronomický satelit (IRAS) za účelem hledání EXOC. Zatímco se však tato studie zaměřila na určité vlnové délky a 17 hvězdných systémů, Baxter a jeho tým se spoléhali na data pro desítky tisíc systémů a v širším rozsahu vlnových délek.
Mezi další současné a budoucí dalekohledy, o kterých Baxter a jeho tým věří, že by mohly být v tomto ohledu užitečné, patří např Teleskop jižního pólu , který se nachází na adrese Nádraží Amundsen–Scott South Pole v Antarktidě; a Kosmologický dalekohled Atacama a Simonsova observatoř v Chile; a Velký aperturní submilimetrový dalekohled unášený balónem (BLAST) v Antarktidě; a Dalekohled Zelené banky v Západní Virginii a další.
'Kromě toho,Gaiasatelit nedávno velmi přesně zmapoval polohy a vzdálenosti hvězd v naší galaxii,“ dodal Baxter. „Výběr cílů pro exo-Oort cloudové vyhledávání je díky tomu relativně jednoduchý. Použili jsme kombinaciGaiaaPlanckdata v naší analýze.'
Aby ověřili svou teorii, tým Baxter a jeho tým zkonstruoval řadu modelů pro tepelnou emisi exo-Oortových mraků. 'Tyto modely naznačovaly, že detekce exo-Oortových mračen kolem blízkých hvězd (nebo alespoň omezení jejich vlastností) byla proveditelná vzhledem k existujícím dalekohledům a pozorováním,' řekl. 'Zejména modely naznačovaly, že data zPlanckSatelit by se mohl potenciálně přiblížit detekci exo-Oortova oblaku, jako je ten náš, kolem blízké hvězdy.
Relativní velikosti vnitřní sluneční soustavy, Kuiperova pásu a Oortova mračna. (Poděkování: NASA, William Crochot)
Kromě toho Baxter a jeho tým také detekovali náznak signálu kolem některých hvězd, které zvažovali ve své studii – konkrétně v systémech Vega a Formalhaut. Pomocí těchto dat byli schopni omezovat možnou existenci EXOC ve vzdálenosti 10 000 až 100 000 AU od těchto hvězd, což se zhruba shoduje se vzdáleností mezi naším Sluncem a Oortovým oblakem.
Než však bude možné potvrdit existenci kterékoli z EXOC, budou zapotřebí další průzkumy. Tyto průzkumy budou pravděpodobně zahrnovat Vesmírný dalekohled Jamese Webba , jehož spuštění je naplánováno na rok 2021. Mezitím má tato studie pro astronomy některé poměrně významné důsledky, a to nejen proto, že zahrnuje použití stávajících map CMB pro mimosluneční studie. Jak řekl Baxter:
„Pouhá detekce exo-Oortova oblaku by byla opravdu zajímavá, protože jak jsem zmínil výše, nemáme žádné přímé důkazy o existenci našeho vlastního Oortova oblaku. Pokud byste získali detekci exo-Oortova oblaku, mohlo by to v zásadě poskytnout informace o procesech spojených s tvorbou planet a vývojem protoplanetárních disků. Představte si například, že jsme detekovali pouze exo-Oortova oblaka kolem hvězd, které mají obří planety. To by poskytlo docela přesvědčivý důkaz, že formování Oortova oblaku je spojeno s obřími planetami, jak naznačují populární teorie o formování našeho vlastního Oortova oblaku.Jak se naše znalosti o vesmíru rozšiřují, vědci se stále více zajímají o to, co má naše sluneční soustava společného s jinými hvězdnými soustavami. To nám zase pomáhá dozvědět se více o formování a vývoji našeho vlastního systému. Poskytuje také možné rady, jak se vesmír měnil v průběhu času, a možná i to, kde by se někdy mohl nacházet život.
Další čtení: arXiv