Paul M.Sutter is astrofysicus aan de Ohio State University, gastheer van Ask a Spaceman en Space Radio, en auteur van Your Place in het heelal. Sutter heeft dit artikel bijgedragen aan Space.com’s Expert Voices: Op-Ed & Insights.
Af en toe een nieuwe komeet komt het binnenste zonnestelsel binnen, kruist vanuit de onpeilbare en onbekende diepten van de ruimte. Typisch een mijl of twee over ijs en aarde, heeft hij tot dusver een nogal rustig leven geleid, lui in een baan om de zon ver voorbij zijn planetaire neven. Maar nu, terwijl hij naar binnen schreeuwt in de richting van de zon, steekt de komeet een miljoen mijl lange staart van geventileerd gas en stof uit terwijl zijn lichaam zichzelf begint te verscheuren van de onverwachte krachten.
Als het is Gelukkig zal de komeet snel een einde aan zijn leven maken, rechtstreeks in de zon duiken en in stof uiteenvallen. Als het pech heeft, zal het zijn eerste doorgang door het binnenste zonnestelsel overleven en een spoor van puin erachter verspreiden. En dan zal het weer terugkomen. En weer. Bij elke doorgang, de een meer martelend dan de vorige, verliest het een deel van zichzelf, dat baan na baan afneemt totdat het verdampt of opgesloten blijft in een baan, inert en dood.
Gerelateerd: The Enduring Mysteries of the Outer Solar System
Kometen leven miljarden jaren in een zalig isolement, en we krijgen ze alleen te zien als ze “dichtbij zijn … wat betekent dat we ze alleen volgen op hun laatste, tragische momenten.
Maar waar worden deze kometen geboren? Waar wonen zij? Hoe vinden ze hun weg naar een vurige ondergang in het hart van het zonnestelsel?
Oorsprongverhaal
Om erachter te komen, helpt het dat we “een paar millennia aan kometen hebben geobserveerd om uit te putten. En vanaf het begin van de 18e eeuw wisten we dat sommige kometen verschijnen op regelmatige, betrouwbare cycli – dankzij Sir Edmund Halleys geniale toepassingen van Newtons toen gloednieuwe theorie van universele zwaartekracht. Na voldoende observaties is het eenvoudig genoeg om banen aan die kometen toe te wijzen en hun oorsprong te ontdekken, een regio die we de Scattered Disk noemen, een onstabiele ring van puin net buiten de baan van Neptunus.
Maar veel kometen – bekend als kometen met een lange periode – verschijnen in principe vanuit het niets, flitsen op als ze het binnenste zonnestelsel binnengaan en sterven dan prompt. Waar komen die vandaan?
De grootste moeilijkheid bij het bestuderen van deze kometen is dat wat hun oorsprong ook mag zijn, het zo ver weg is dat het ronduit onmogelijk is om ze rechtstreeks in hun thuisomgeving te observeren. We kunnen dus niet vertrouwen op deep-space enquêtes om ons te vertellen over hun huizen. In plaats daarvan moeten we de eigenschappen van hun komeet-geboorteplaats afleiden uit het gedrag van de noodlottige boodschappers die onze kant op zijn gestuurd. En als we dat doen, komen er een paar intrigerende aanwijzingen naar voren.
Ten eerste verschijnen deze kometen met een lange periode vanuit alle richtingen van de hemel. Dus overal waar kometen naar huis bellen, is gelijkmatig verdeeld, rondom het zonnestelsel en niet opgesloten in een schijf zoals iedereen.
Ten tweede sterven kometen. Ze botsen ofwel direct in de zon of een planeet, hebben een ongelukkige interactie met een gigantische wereld en worden helemaal uit het zonnestelsel geschopt, of ze putten hun ijs uit, draaien hun staart uit en maken ze in wezen niet detecteerbaar. Ze halen het misschien voor slechts een enkele baan of voor een paar duizend, maar hoe dan ook, dat is veel, veel minder dan de miljarden jaren dat het zonnestelsel een systeem is geweest. Dus dat betekent dat wanneer een nieuwe lange periode komeet verschijnt aan onze hemel, het is echt een nieuwe komeet: er is een reservoir van kometen ver buiten het rijk van de planeten, en het zendt slechts af en toe een afgezant naar binnen.
Ten slotte hebben deze kometen met een lange periode iets gemeen. Door nauwkeurige observaties kunnen astronomen hun hele baan reconstrueren en hun aphelium vinden – hun verste afstand van de zon. En veel kometen, zoals voor het eerst opgemerkt door astronoom Jans Oort, delen een aphelium van ongeveer 20.000 AU, of 20.000 keer de afstand van de zon dan de aarde.
Een bolvormige opstelling met een bepaalde dikte die af en toe een van haar leden naar binnen. Een schelp. Een wolk.
De Oort-wolk: de thuisbasis van de kometen.
Gerelateerd: Leven op een komeet: “Dirty Snowball” Feiten uitgelegd (Infographic)
Rip tij
Natuurlijk weten we niet precies hoe groot de Oort-wolk is of hoeveel leden hem thuis noemen. Om erachter te komen, vertrouwen op computersimulatie na computersimulatie, rekening houdend met de banen van de planeten, modellen voor de vorming van het zonnestelsel en de paden van bekende kometen. Alles bij elkaar genomen schetst dit een beeld van een enorme, en enorm lege, structuur, van 2.000 tot 200.000 AU en bevat meer dan een biljoen objecten van minstens een mijl breed, en nog veel meer.
200.000 AU is een behoorlijk duizelingwekkende afstand – dat is ongeveer 3 lichtjaar verwijderd. Op dat niveau van de afgelegen ligging zijn de kometen bijna volledig afstandelijk, nauwelijks gehecht aan onze zon door een zwakke onzichtbare reeks van zwaartekracht. Vanwege die zwakke verbinding hebben ze geen behoefte om zich in een ring of schijf te nestelen en zichzelf op natuurlijke wijze in een schaal te rangschikken.
Wat meer is, met de zon zo minuscuul, de kometen zijn zeer vatbaar voor andere, buitenlandse suggesties. Een rondzwervende passerende ster of een gigantische moleculaire wolk kan een extra zwaartekracht aan ze uitoefenen, hen destabiliseren en sommige verstrooiing naar buiten sturen in de interstellaire leegte … en andere naar binnen slingeren naar hun uiteindelijk ondergang. / p>
Maar misschien is de grootste bron van invloed daaruit niemand minder dan het Melkwegstelsel zelf. Het is een kwestie van dichtheden: de algemene rangschikking van sterren en nevels aan één kant van het zonnestelsel is een beetje beetje anders dan bij de andere. Dit wordt het ‘galactische getij’ genoemd, omdat het precies dezelfde fysica is – verschillen in dichtheid van de ene kant naar de andere – die aanleiding geven tot de getijden in de oceaan. Hier op aarde, diep in de zwaartekrachtbron van de zon, zijn die galactische dichtheidsverschillen maken geen verschil. Maar in de Oortwolk doen ze dat wel.
Terwijl deze kometen hun weg banen in hun lange, langzame banen, kunnen ze een extra zwaartekrachtstrek van de galactisch getij. Wanneer de komeet zich op het aphelium bevindt, het verste punt van de zon, wordt hij misschien aangemoedigd om een klein beetje verder weg te bewegen dan de vorige keer. En de manier waarop die banen werken, als het pad in één richting wordt uitgerekt, moet krimpen in de andere; in dit geval brengt het extra trekken van de melkweg bij het aphelium de komeet ironisch genoeg nog dichter bij de zon terwijl hij in zijn baan blijft.
Uiteindelijk zal het constante trekken de komeet vormen ” s baan zo extreem dat het onderdompelt in het binnenste zonnestelsel, waar de zwaartekracht van de zon en planeten zijn traject verder veranderen en zijn lot bezegelen.
- Pas ontdekte “Farout” is het verste lichaam van het zonnestelsel dat ooit is gezien
- Kuipergordelobjecten: feiten over de Kuipergordel & amp; KBO’s
- Kometen uit de rand van het zonnestelsel zullen de aarde waarschijnlijk niet raken
Lees meer door te luisteren naar de aflevering “Wat gebeurt er wanneer sterrenstelsels in botsing komen?” op de Ask A Spaceman-podcast, beschikbaar op iTunes en op het web op http://www.askaspaceman.com. Met dank aan Marshall S. voor de vragen die tot dit stuk hebben geleid! Stel je eigen vraag op Twitter met #AskASpaceman of door Paul @PaulMattSutter en facebook.com/PaulMattSutter te volgen. Volg ons op Twitter @Spacedotcom en op Facebook.