במשך אלפי שנים, אסטרונומים צפו בשביטים שנסעו קרוב לכדור הארץ ומאירים את שמי הלילה. עם הזמן, תצפיות אלה הובילו למספר פרדוקסים. למשל, מאיפה כל השביטים האלה? ואם חומר השטח שלהם יתנדף כשהם מתקרבים לשמש (ובכך יוצרים את ההילות המפורסמות שלהם), עליהם להתגבש רחוק יותר, שם הם היו קיימים שם במשך מרבית אורך חייהם.
עם הזמן, תצפיות אלה הובילו לתיאוריה כי הרבה מעבר לשמש ולכוכבי הלכת, קיימת ענן גדול של חומר קרח וסלע שממנו מגיעים רוב השביטים הללו. קיומו של ענן זה, המכונה ענן אוורט (על שם מייסדו התיאורטי העיקרי) נותר לא מוכח. אך משביטיהם הרבים הרבים של תקופת השביט הקצר והארוכה, שלפי ההערכות הגיעו משם, אסטרונומים למדו רבות על מבנה והרכב זה.
הגדרה:
ענן Oort הוא ענן כדורי תיאורטי של פלנטימסים פלסטיניים קרחיים ביותר, האמינים כי הוא מקיף את השמש במרחק של עד 100,000 AU (2 ly). זה ממקם אותו במרחב הבין-כוכבי, מעבר להליוספרה של השמש, שם הוא מגדיר את הגבול הקוסמולוגי בין מערכת השמש לאזור השולט בכבידה של השמש.
כמו חגורת קויפר והדיסק המפוזר, ענן האורט הוא מאגר של חפצים טרנס-נפטוניים, אם כי הוא מרוחק פי אלף יותר מהשמש שלנו כמו שני האחרים האלה. הרעיון של ענן של אינסופי-ים קרחיים הוצע לראשונה בשנת 1932 על ידי האסטרונום האסטוני ארנסט אופיק, אשר הניח כי שביטים לאורך תקופה ארוכה מקורם בענן המקיף בקצה הקצה ביותר של מערכת השמש.
בשנת 1950 קם לתחייה את הרעיון על ידי ג'אן אוורט, שהשער באופן עצמאי את קיומו כדי להסביר את התנהגותם של שביטים ארוכי טווח. למרות שעדיין לא הוכח באמצעות התבוננות ישירה, קיומו של ענן אוורט מקובל מאוד בקהילה המדעית.
מבנה וקומפוזיציה:
ענן Oort נחשב להתרחב בין 2,000 ל 5,000 AU (0,03 ו 0,08 ly) עד 50,000 AU (0.79 ly) מהשמש, אם כי חלק מההערכות מציבות את הקצה החיצוני עד 100,000 ו 200,000 AU (1.58 ו 3.16 ly). הענן נחשב להיות מורכב משני אזורים - ענן Oort חיצוני כדורי של 20,000 - 50,000 AU (0.32 - 0.79 ly), וענן Oort (או גבעות פנימיות בצורת דיסק) של 2,000 - 20,000 AU (0.03 - 0.32 ly) .
ענן Oort החיצוני עשוי להכיל טריליוני חפצים הגדולים מ -1 ק"מ (0.62 מיילים), ומיליארדים שגודלם 20 ק"מ. המסה הכוללת שלו לא ידועה, אבל - בהנחה שהשביט של האלי הוא ייצוג טיפוסי של חפצי Oort Cloud חיצוניים - יש לו את המסה המשולבת של בערך 3 × 1025 קילוגרמים (6.6 × 1025 פאונד), או חמישה עפר.
על סמך ניתוחים של כוכבי שביט בעבר, הרוב המכריע של אובייקטים בענן Oort מורכבים מנדיפים קפואים - כמו מים, מתאן, אתאן, פחמן חד-חמצני, מימן ציאניד ואמוניה. הופעתם של אסטרואידים שנחשבו שמקורם בענן Oort הובילה גם מחקר תיאורטי המצביע על כך שהאוכלוסייה מורכבת מ- 1-2% אסטרואידים.
הערכות קודמות הציבו את המסה שלה עד 380 המוני כדור הארץ, אך הידע המשופר בהתפלגות הגודל של שביטים לתקופה ארוכה הביא להערכות נמוכות יותר. המסה של ענן אוורט הפנימי, בינתיים טרם התאפיינה. התוכן של חגורת קויפר וגם של ענן אוורט ידועים בשם אובייקטים טרנס-נפטוניים (TNOs), מכיוון שלאובייקטים של שני האזורים יש מסלול המרוחק יותר מהשמש מאשר מסלולו של נפטון.
מקור:
ענן Oort נחשב לשריד מהדיסק הפרוטופלאנרי המקורי שהתגבש סביב השמש לפני כ -4.6 מיליארד שנה. ההשערה הרווחת ביותר היא שאובייקטים של ענן Oort התחברו בתחילה הרבה יותר קרוב לשמש כחלק מאותו תהליך שיצר את כוכבי הלכת וכוכבי הלכת הזעירים, אך אינטראקציה כבידתית עם ענקי גז צעירים כמו צדק הוציאה אותם לאליפטיות ארוכות במיוחד או מסלולי פרבולים.
מחקרים שנערכו לאחרונה על ידי נאס"א מצביעים על כך שמספר גדול של אובייקטים בענן Oort הם תוצר של חילופי חומרים בין השמש לכוכבי אחיה בעת היווצרותם והתפשטו זה מזה. מוצע גם שרבים - אולי הרוב - של אובייקטים בענן Oort לא נוצרו בסמיכות לשמש.
אלסנדרו מורבידלי ממצפה הכוכבים דה לה קוט ד'אזור ביצע הדמיות על התפתחות ענן אוורט החל מראשית מערכת השמש ועד ימינו. הדמיות אלה מצביעות על כך שהאינטראקציה בכבידה עם כוכבים סמוכים וגאות השפל הגלקטית שינו מסלולי קיטרה כדי להפוך אותם למעגליים יותר. זה מוצע כהסבר לכך שענן Oort החיצוני כמעט ככדורי בצורתו בעוד שענן הגבעות, המחובר חזק יותר לשמש, לא קיבל צורה כדורית.
מחקרים אחרונים הראו כי היווצרות ענן Oort תואמת את ההשערה שמערכת השמש הקימה כחלק מאשכול משובץ של 200–400 כוכבים. הכוכבים המוקדמים הללו ככל הנראה שיחקו תפקיד בהתהוות הענן, מכיוון שמספר המעברים הכוכבים הצמודים בתוך האשכול היה גבוה בהרבה מהיום, מה שהוביל לפגיעות תכופות בהרבה.
שביטים:
נחשב שביטים יש שתי נקודות מקור בתוך מערכת השמש. הם מתחילים כאינסופי-ים בענן אוורט ואז הופכים לשביטים כשכוכבים חולפים מכים כמה מהם מהמסלול שלהם, שולחים למסלול לטווח הארוך שמכניס אותם למערכת השמש הפנימית ושוב החוצה.
לכוכבי שביטים לתקופה קצרה מסלולי אורכה שנמשכים עד מאתיים שנה ואילו מסלוליהם של שביטים לתקופה ארוכה יכולים להימשך אלפי שנים. בעוד שמאמינים כי שביטים לתקופה קצרה הגיחו מחגורת קויפר או מהדיסק המפוזר, ההשערה המקובלת היא כי שביטים לתקופה ארוכה מקורם בענן אורט. עם זאת, ישנם כמה חריגים לכלל זה.
לדוגמא, ישנם שני זנים עיקריים של שביט לתקופה קצרה: שביטים משפחתיים של צדק ושביטים משפחתיים של האלי. שביטים משפחתיים של האלי, שנקראו על-ידי אב-הטיפוס שלהם (שביט של האלי) הם חריגים בכך שלמרות שהם קצרים בתקופה, לפי ההערכה, מקורם בענן Oort. על סמך מסלוליהם, מוצע שהם היו פעם שביטים משך תקופה ארוכה שנלכדו על ידי כוח הכובד של ענקית הגז ונשלחו למערכת השמש הפנימית.
חקר:
מכיוון שענן אוורט נמצא כל כך רחוק יותר מחגורת קויפר, האזור נותר ללא חקר ולרוב לא מתועד. בדיקות חלל טרם הגיעו לאזור הענן Oort, ו וויאג'ר 1 - המהיר והרחוק ביותר מבין בדיקות החלל הבין-פלנטריות היוצאות כיום ממערכת השמש - לא צפוי לספק שום מידע עליו.
במהירות הנוכחית, וויאג'ר 1 יגיע לענן Oort בעוד כ -300 שנה, וייקח לו כ -30,000 שנה לעבור דרכו. עם זאת, בסביבות שנת 2025, הגנרטורים התרמו-אלקטרוניים הרדיו-איזוטופיים של הבדיקה לא יספקו עוד מספיק כוח כדי להפעיל אף אחד מהמכשירים המדעיים שלה.. ארבע הבדיקות האחרות שנמלטות כעת ממערכת השמש - וויאג'ר 2, חלוץ 10 ו 11, ו אופקים חדשים - יהיו גם לא פונקציונליים כאשר הם מגיעים לענן Oort.
בחינת ענן Oort מציגה קשיים רבים, שרובם נובעים מהעובדה שהוא מרוחק להפליא מכדור הארץ. עד שמבחן רובוטי יכול היה להגיע אליו באמת ולהתחיל לחקור את האזור ברצינות, מאות שנים יעברו כאן על כדור הארץ. לא רק מי ששלח את זה מלכתחילה היה מת ממושך, אלא שבאמת האנושות הייתה ככל הנראה המציאה בדיקות מתוחכמות בהרבה או אפילו מלאכה מאוישת בינתיים.
ובכל זאת, מחקרים יכולים להתבצע (והם נערכים) על ידי בחינת הכוכבים שביטים שהיא מפטרת מעת לעת, ומצפי מצפה ארוכי טווח עשויים לגלות כמה תגליות מעניינות מאזור מרחב זה בשנים הבאות. זה ענן גדול. מי יודע מה אנו עשויים למצוא אורב שם?
יש לנו מאמרים רבים ומעניינים על מגזין החלל Oort ומערכת השמש לחלל. הנה מאמר על כמה גדולה מערכת השמש, ואחת על הקוטר של מערכת השמש. והנה כל מה שצריך לדעת על השביט של האלי ומעבר לפלוטו.
אולי תרצה לבדוק את המאמר הזה של נאס"א על ענן אוורט ואחד מאוניברסיטת מישיגן על מקור שביטים.
אל תשכח להציץ בפודקאסט של אסטרונומיה קאסט. פרק 64: פלוטו ומערכת השמש החיצונית Icy ופרק 292: ענן אוורט.
התייחסות:
חקר מערכת השמש של נאס"א: חגורת קויפר & ענן אוורט
