Paul M. Sutter è un astrofisico presso la Ohio State University, conduttore di Ask a Spaceman and Space Radio e autore di Your Place in l’universo. Sutter ha contribuito con questo articolo a Expert Voices: Op-Ed & Insights di Space.com.
Ogni tanto un una nuova cometa entra nel sistema solare interno, navigando dalle profondità insondabili e inesplorate dello spazio. Tipicamente un miglio o due attraverso ghiaccio e terra, finora ha vissuto una vita piuttosto tranquilla, orbitando pigramente intorno al sole ben oltre i suoi cugini planetari. Ma ora, mentre urla verso l’interno verso il sole, la cometa estende una coda lunga un milione di miglia di gas e polvere espulsi mentre il suo corpo inizia a lacerarsi dalle forze inaspettate.
fortunatamente, la cometa terminerà rapidamente la sua vita, precipitando direttamente nel sole e disintegrandosi in polvere. Se è sfortunato, sopravviverà al suo primo passaggio attraverso il sistema solare interno, diffondendo una scia di detriti dietro di sé. E poi tornerà di nuovo. E ancora. Con ogni passaggio, uno più tortuoso del precedente, perde una parte di se stesso, diminuendo un’orbita dopo l’altra finché non evapora o rimane bloccato in orbita, inerte e morto.
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Le comete vivono per miliardi di anni in beato isolamento e possiamo vederle solo quando “sono vicine … il che significa che le seguiamo solo nei loro tragici momenti finali.
Ma da dove nascono queste comete? Dove vivono? Come fanno a trovare la strada verso un destino infuocato nel cuore del sistema solare?
Storia dell’origine
Per capirlo, è utile che abbiamo avuto alcuni millenni di osservazione delle comete da cui attingere. E a partire dai primi anni del 1700 abbiamo saputo che alcuni le comete riappaiono su cicli regolari e affidabili, grazie alle geniali applicazioni di Sir Edmund Halley della nuova teoria della gravità universale di Newton. Dopo abbastanza osservazioni è abbastanza semplice assegnare orbite a quelle comete e scoprire le loro origini, una regione che chiamiamo Disco Disperso, un anello instabile di detriti appena fuori dall’orbita di Nettuno.
Ma molte comete – note come comete di lungo periodo – compaiono praticamente dal nulla, divampano mentre attraversano il sistema solare interno, quindi muoiono prontamente. Da dove vengono quelle?
La maggiore difficoltà nello studio di queste comete è che qualunque sia la loro origine, è così lontana che è assolutamente impossibile osservarle direttamente nel loro ambiente domestico. Quindi non possiamo fare affidamento sullo spazio profondo sondaggi per raccontarci le loro case. Invece, dobbiamo dedurre le proprietà del loro luogo di nascita cometario dal comportamento dei messaggeri sfortunati inviati sulla nostra strada. E quando lo facciamo, emergono alcuni indizi intriganti.
Innanzitutto, queste comete di lungo periodo appaiono da tutte le direzioni del cielo. Quindi, ovunque le comete chiamano casa è distribuito uniformemente, circondando il sistema solare e non bloccato in un disco come tutti gli altri.
Secondo, le comete muoiono. O si schiantano direttamente contro il sole o un pianeta, hanno una sfortunata interazione con un mondo gigante e vengono espulsi del tutto dal sistema solare, oppure finiscono per esaurire il loro ghiaccio, spegnendo la coda e rendendoli sostanzialmente non rilevabili. Possono farlo solo per una singola orbita o persistere per qualche migliaio, ma in ogni caso è molto, molto meno dei miliardi di anni in cui il sistema solare è stato un sistema. Quindi questo significa quando una nuova cometa di lungo periodo appare nei nostri cieli, è davvero una nuova cometa: c’è un serbatoio di comete ben oltre il regno dei pianeti, e solo occasionalmente invia un emissario verso l’interno.
Infine, queste comete di lungo periodo hanno qualcosa in comune. Attraverso attente osservazioni gli astronomi possono ricostruire le loro intere orbite e trovare il loro afelio, la loro distanza più lontana dal sole. E molte comete, come notato per la prima volta dall’astronomo Jans Oort, condividono un afelio a circa 20.000 UA, o 20.000 volte la distanza dal sole rispetto alla Terra.
Una disposizione sferica con uno spessore definito che occasionalmente invia uno dei i suoi membri verso l’interno. Una conchiglia. Una nuvola.
La nuvola di Oort: casa delle comete.
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Rip tide
Naturalmente, non siamo esattamente sicuri di quanto sia grande la nuvola di Oort o di quanti membri la chiamano casa. Per capirlo noi fare affidamento sulla simulazione al computer dopo la simulazione al computer, tenendo conto delle orbite dei pianeti, dei modelli per la formazione del sistema solare e dei percorsi delle comete conosciute. Prese insieme questo dipinge l’immagine di una struttura tremenda e tremendamente vuota, che si estende da 2.000 a 200.000 UA e contenente fino a un trilione di oggetti larghi almeno un miglio, e innumerevoli altri.
200.000 UA sono una distanza abbastanza sconcertante, che è a circa 3 anni luce di distanza. A quel livello di lontananza, le comete sono quasi completamente distanti, appena attaccate al nostro sole attraverso un debole filo invisibile di gravità. A causa di quella connessione debole, non sentono il bisogno di stabilirsi in un anello o in un disco e sistemarsi naturalmente in un guscio.
Inoltre, con l’attrazione del sole così minuscola, il le comete sono altamente suscettibili ad altre suggestioni estranee. Una stella errante di passaggio o una gigantesca nuvola molecolare possono esercitare su di loro un ulteriore strattone gravitazionale, destabilizzandole e mandando alcune dispersioni verso l’esterno nel vuoto interstellare … e altre che si precipitano verso l’interno verso il loro destino. / p>
Ma forse la più grande fonte di influenza là fuori non è altro che la stessa galassia della Via Lattea. È una questione di densità: la disposizione generale di stelle e nebulose su un lato del sistema solare è un po ‘ un po ‘diverso dall’altro. Questa è chiamata “marea galattica”, perché è la stessa identica fisica – differenze di densità da un lato all’altro – che danno origine alle maree oceaniche. Qui sulla Terra, nel profondo della gravità del sole, quelle le differenze di densità galattica non … beh, fanno la differenza. Ma nella nube di Oort lo fanno.
Mentre queste comete si fanno strada nelle loro lunghe e lente orbite, possono sperimentare un ulteriore rimorchiatore gravitazionale dalla marea galattica. Quando la cometa è all’afelio, il suo punto più lontano dal sole, potrebbe semplicemente essere incoraggiata a spostarsi un po ‘più lontano rispetto all’ultima volta. E il modo in cui funzionano le orbite, se il percorso si estende in una direzione, deve rimpicciolirsi nell’altro; in questo caso, lo strappo extra dalla galassia all’afelio porta ironicamente la cometa ancora più vicino al sole mentre continua nella sua orbita.
Alla fine il costante strattone darà forma alla cometa ” s orbita a tali estremi che si immerge nel sistema solare interno, dove la gravità del sole e dei pianeti alterare ulteriormente la sua traiettoria, sigillandone il destino.
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Scopri di più ascoltando l’episodio “Cosa succede quando le galassie si scontrano?” nel podcast Ask A Spaceman, disponibile su iTunes e sul Web all’indirizzo http://www.askaspaceman.com. Grazie a Marshall S. per le domande che hanno portato a questo pezzo! Poni la tua domanda su Twitter usando #AskASpaceman o seguendo Paul @PaulMattSutter e facebook.com/PaulMattSutter. Seguici su Twitter @Spacedotcom e su Facebook.