Paul M. Sutter je astrofyzik na Ohio State University, hostitel Ask Spaceman a Space Radio a autor vašeho místa v vesmír. Sutter přispěl tímto článkem do Expert Voices společnosti Space.com: Op-Ed & Insights.
Občas nová kometa vstupuje do vnitřní sluneční soustavy a vnáší se z nevyzpytatelných a nezmapovaných hlubin vesmíru. Typicky míli nebo dvě míle ledu a špíny dosud žila spíše bez komplikací a líně obíhala kolem slunce daleko za svými planetárními bratranci. Ale teď, když křičí dovnitř ke slunci, kometa rozšiřuje o milion mil dlouhý ocas odvětrávaného plynu a prachu, když se její tělo začíná oddělovat od neočekávaných sil.
Pokud je naštěstí kometa rychle ukončí svůj život, ponoří se přímo do slunce a rozpadne se na prach. Pokud bude mít smůlu, přežije svůj první průchod vnitřní sluneční soustavou a za sebou rozšíří stopu trosek. A pak se znovu vrátí. A znovu. S každým průchodem, každým mučivějším než ten poslední, ztrácí část sebe sama, zmenšující se oběžnou dráhu po oběžné dráze, dokud se buď nevyparí, nebo nezůstane uzamčená na oběžné dráze, inertní a mrtvá.
Související: Trvalá tajemství vnější sluneční soustavy
Komety žijí miliardy let v blažené izolaci a my je uvidíme, až když se přiblíží… což znamená, že je budeme sledovat pouze v jejich posledních tragických okamžicích.
Ale kde se tyto komety rodí? Kde žijí? Jak najdou cestu k ohnivé zkázě v srdci sluneční soustavy?
Původní příběh
Abychom to zjistili, pomůže nám to, že jsme měli několik tisíciletí pozorování komet, z nichž jsme mohli čerpat. A počátkem 17. století jsme věděli, že někteří komety se znovu objevují v pravidelných a spolehlivých cyklech – díky geniálním aplikacím sira Edmunda Halleye Newtonovy tehdy zbrusu nové teorie univerzální gravitace. Po dostatečných pozorováních je dost snadné přiřadit oběžné dráhy těmto kometám a objevit jejich původ, oblast, kterou nazýváme Scattered Disk, nestabilní prstenec trosek těsně mimo oběžnou dráhu Neptunu.
Ale mnoho komet – známých jako komplexy s dlouhou periodou – se objevuje v podstatě odnikud, vzplanou, když přecházejí do vnitřní sluneční soustavy, a poté okamžitě zemřou. Odkud pocházejí?
Hlavní obtíže při studiu těchto komet spočívají v tom, že ať je jejich původ jakýkoli, je tak daleko, že je přímo nemožné je přímo sledovat v jejich domácím prostředí. Nemůžeme se tedy spoléhat na vesmír průzkumy, které nám řeknou o jejich domovech. Místo toho musíme odvodit vlastnosti jejich kometárního rodiště z chování nešťastných poslů, kteří nám poslali cestu. A když to uděláme, objeví se několik zajímavých stop.
Nejprve se tyto dlouhodobé komety objevují ze všech směrů oblohy. Takže kdekoli komety volají domů, jsou distribuovány rovnoměrně, obklopují sluneční soustavu a nejsou uzamčeny na disk jako všichni ostatní.
Zadruhé, komety umírají. Buď narazí přímo na slunce nebo na planetu, mají nešťastnou interakci s obřím světem a budou úplně vyhozeni ze sluneční soustavy, nebo nakonec vyčerpají svůj led, vypnou ocasy a učiní je v podstatě nezjistitelnými. Mohou to udělat jen na jednu oběžnou dráhu nebo přetrvávat několik tisíc, ale v každém případě je to mnohem, mnohem méně než miliardy let, kdy sluneční soustava byla soustavou. Takže to znamená, když nová dlouhodobá kometa objeví se na naší obloze, je to opravdu nová kometa: Je zde zásobárna komet daleko za sférou planet a jen občas posílá dovnitř vyslance.
Nakonec tyto dlouhodobé komety mají něco společného. Díky pečlivému pozorování mohou astronomové rekonstruovat celé své oběžné dráhy a najít svůj aphelion – nejvzdálenější vzdálenost od Slunce. A mnoho komet, jak poprvé poznamenal astronom Jans Oort, sdílí afélium kolem 20 000 AU nebo 20 000krát větší vzdálenost od Slunce než Země.
Sférické uspořádání s určitou tloušťkou, které občas vysílá jednu z jeho členové dovnitř. Jako peklo. Mrak.
Oortův mrak: domov komet.
Související: Život na kometě: Vysvětlení faktů o „špinavé sněhové kouli“ (infografika)
Rip tide
Samozřejmě si nejsme úplně jisti, jak velký je Oortův mrak nebo kolik členů jej nazývá domovem. Abychom na to přišli spoléhat na počítačovou simulaci za počítačovou simulací, s přihlédnutím k oběžným dráhám planet, modelům pro formování sluneční soustavy a cestám známých komet. Dohromady to vytváří obraz ohromné a nesmírně prázdné struktury, která se rozprostírá od 2 000 do 200 000 AU a obsahující vzhůru bilion objektů alespoň o míli široký a nespočet dalších.
200 000 AU je docela ohromující vzdálenost – to je asi 3 světelné roky daleko. Na této úrovni odlehlosti jsou komety téměř úplně stranou, jen sotva připevněné k našemu slunci skrz slabý neviditelný řetězec gravitace. Kvůli tomuto slabému spojení necítí potřebu usadit se do prstenu nebo disku a přirozeně se uspořádat do ulity.
A co víc, sluneční tah je tak nepatrný, komety jsou vysoce náchylné k jiným, zahraničním návrhům. Bludná procházející hvězda nebo obrovský molekulární mrak na ně může působit extra gravitačním tahem, destabilizovat je a vyslat nějaký rozptyl ven do mezihvězdné prázdnoty… a další se řítí dovnitř k jejich nakonec zkáze.
Ale asi největším zdrojem vlivu na cestě ven není nikdo jiný než samotná galaxie Mléčná dráha. Je to záležitost hustoty: Obecné uspořádání hvězd a mlhovin na jedné straně sluneční soustavy je trochu trochu jiný než na tom druhém. Tomu se říká „galaktický příliv“, protože to je přesně stejná fyzika – rozdíly v hustotě z jedné strany na druhou -, které vedou k přílivu a odlivu oceánů. Tady na Zemi, hluboko uvnitř gravitace Slunce, ti rozdíly v galaktické hustotě „… nezmění se. Ale v Oortově oblaku ano.
Protože si tyto komety razí cestu na svých dlouhých, pomalých oběžných drahách, mohou zažít extra gravitační přetahování z galaktický příliv. Když je kometa v aphelionu, nejvzdálenějším bodu od Slunce, mohla by být povzbuzena k tomu, aby se posunula o kousek dál než naposledy. A způsob, jakým obíhá, pokud se cesta protáhne jedním směrem, musí se zmenšit v tom druhém; v tomto případě zvláštní přitahování z galaxie v aphelionu ironicky přivádí kometu ještě blíže ke slunci, jak pokračuje na své oběžné dráze.
Nakonec kometu utáhne tvar “ obíhá do takových extrémů, že se ponoří do vnitřní sluneční soustavy, kde jsou gravitace slunce a planet dále měnit jeho trajektorii a zpečetit její osud.
- Nově nalezená „Farout“ je nejdále tělo sluneční soustavy, jaké kdy bylo spatřeno
- Objekty Kuiperova pásu: Fakta o Kuiperově pásu & amp; KBO
- Komety z okraje sluneční soustavy pravděpodobně nezasáhnou Zemi
Další informace si můžete poslechnout v epizodě „Co se stane, když se galaxie srazí?“ na podcastu Ask A Spaceman, který je k dispozici na iTunes a na webu na adrese http://www.askaspaceman.com. Děkuji Marshallovi S. za otázky, které vedly k tomuto dílu! Zeptejte se na Twitteru pomocí #AskASpaceman nebo sledováním Paul @PaulMattSutter a facebook.com/PaulMattSutter. Sledujte nás na Twitteru @Spacedotcom a na Facebooku.