Астрономам вдалося прочинити таємницю хмари Оорта -- оболонки навколо нашої Сонячної системи

Команді астрономів з Лейдена вдалося обчислити перші 100 мільйонів років історії хмари Оорта у всій її повноті. До цього часу вивчались лише окремі частини історії цієї хмари, яка налічує приблизно 100 мільярдів кометоподібних об’єктів та утворює величезну оболонку на краю нашої Сонячної системи.

Незабаром астрономи опублікують результати свого всеосяжного моделювання та його наслідки в журналі "Astronomy & Astrophysics", розповідають в Нідерландській дослідницькій школі астрономії.

Хмара Оорта була відкрита у 1950 році голландським астрономом Яном Хендріком Оортом, щоб пояснити, чому в нашій Сонячній системі продовжують з′являтися нові комети з видовженими орбітами. Хмару, яка починається на відстані, що у 3000 разів перевищує відстань між Землею і Сонцем, її не слід плутати з поясом Койпера. Останній складається з каміння, маленьких часточок та льоду, і в ньому знаходиться карликова планета Плутон, яка обертається відносно близько до Сонця -- приблизно від 30 до 50 відстаней Земля-Сонце.

Окремі події, пов’язані між собою

Як саме мала сформуватися Хмара Оорта, досі залишалось загадкою. Це пов’язано з тим, що відбувається низка подій, які комп’ютер навряд чи може відтворити повністю. Деякі процеси тривали лише кілька років і проходили на відносно невеликих відстанях, порівнянними з відстанню між Землею і Сонцем. Інші процеси тривали мільярди років і відбувалися на відстані світлових років, що порівнянно з відстанями між зірками. Астроном і експерт з моделювання Саймон Портегіс Цварт (Лейденський університет у Нідерландах) пояснює: "Якщо ви хочете обчислити всю послідовність у комп′ютері, ви безповоротно сядете на мілину. Ось чому до цього часу моделювалися лише окремі події".

Лейденські дослідники почали з окремих подій, як і в попередніх дослідженнях, але новим стало те, що вони змогли пов’язати події між собою. Наприклад, вони використовували кінцевий результат першого розрахунку як вихідну точку для наступного. Таким чином, вони змогли скласти карту всього генезису хмари Оорта.

Комети зсередини та зовні Сонячної системи

Лейденське моделювання підтверджує, що хмара Оорта -- це залишок протопленатарного диску газу та уламків, з якого Сонячна система виникла приблизно 4,6 млрд років тому. Кометоподібні об′єкти в хмарі Оорта походять приблизно з двох місць у Всесвіті. Перша частина об′єктів надходить зблизька, із Сонячної системи. Ці уламки та астероїди були відкинуті планетами-гігантами. Однак з деякими уламкам не вдалося цього зробити, і вони все ще знаходяться в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. Друга сукупність об′єктів, як припускають лейденські астрономи, походить від інших зірок. Коли Сонце тільки народилося, в околицях було близько тисячі інших зірок. Хмара Оорта, можливо, захопила комети, які початково належали тим іншим зіркам.

Крім того, лейденські астрономи змогли відразу розвінчати низку подій. Зокрема, вони стверджують, що хмара Оорта утворилася відносно пізно. Тобто після того, як Сонце було викинуте із групи зірок, в якій воно народилося. Своїми моделюваннями астрономи також відкидають висунуту у 2005 році гіпотезу про те, що хмара Оорта виникла у результаті міграції планет-гігантів у Сонячній системі. Ця гіпотеза, яка, як виявляється, була спростована, мала б пояснити надлишок старих кратерів на Місяці.

Складна, але не унікальна

"З нашими новими розрахунками ми показуємо, що хмара Оорта виникла в результаті свого роду космічної змови, - говорить Портегіс Цварт, - в якій відіграють свою роль близькі зірки, планети та Чумацький Шлях. Кожен з окремих процесів сам по собі не зміг би пояснити хмару Оорта. Вам дійсно потрібна взаємодія та правильна хореографія всіх процесів разом. І це, до речі, можна пояснити цілком природно, виходячи із середовища народження Сонця. Отже, хоча хмара Оорта складна, але вона, ймовірно, не унікальна".

Під час розрахунків дослідники регулярно вдавалися в питання, як насправді може виникнути такий складний процес. Портегіс Цварт каже: "Відчай часто перемагав нас. Лише коли обчислення були завершені, всі частини головоломки раптом стали на свої місця, і все виглядало цілком природно і само собою зрозумілим. Це, я думаю, один із найпрекрасніших аспектів того, щоб бути вченим. Ти раптом усвідомлюєш, наскільки спотвореним було наше уявлення щодо цієї проблеми, доки насправді вона не виявилася цілком природною".

Робота доступна онлайн на сервері препринтів arXiv.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.