Протягом десятиліть вчені теоретизували, що за краєм Сонячної системи, на відстані до 50 000 АС (0,79 літ) від Сонця, лежить масивна хмара з крижаних планетних тварин, відомих як Хмара Оорта. Названа на честь голландського астронома Яна Оорта, вважається, що ця хмара є там, звідки походять довготривалі комети. Однак на сьогоднішній день ніяких прямих доказів, що підтверджують існування Хмари Оорта, не було надано.
Це пов’язано з тим, що Хорту Оорта дуже важко спостерігати, знаходячись досить далеко від Сонця та розсіявшись по дуже великій області простору. Однак в недавньому дослідженні команда астрофізиків з Університету Пенсільванії запропонувала радикальну ідею. Використовуючи карти космічного мікрохвильового фону (CMB), створеного Планк Місія та інші телескопи, вони вважають, що Хорти Оорта навколо інших зірок можуть бути виявлені.
Дослідження - «Зондування хмар Оорта навколо зірок Чумацького шляху за допомогою опитувань CMB», яке нещодавно з’явилося в Інтернеті, - очолив Ерік Дж. Бакстер, докторантура з кафедри фізики та астрономії Університету Пенсільванії. До нього приєдналися професори штату Пенсильванія Каллен Х. Блейк і Бувнеш Джайн (основний наставник Бакстера).
Якщо підвести підсумок, Хмара Оорта - це гіпотетична область простору, яка, як вважається, поширюється від 2000 до 5000 АС (0,03 та 0,08 л) до приблизно 50 000 АС (0,79 л) від Сонця - хоча деякі оцінки свідчать, що це може досягти на 100 000 до 200 000 АС (1,58 та 3,16 літ). Як і пояс Койпера та розсіяний диск, Хмара Оорта є водоймою транснептунівських об'єктів, хоча і знаходиться в тисячах разів більше від нашого Сонця, ніж ці два інших.
Вважається, що ця хмара походить від популяції маленьких крижаних тіл, що знаходяться в межах 50 АС Сонця, які були присутні, коли Сонячна система була ще молодою. З часом теоретизується, що орбітальні збурення, спричинені планетами-гігантами, спричинили ті об'єкти, які мали високостабільні орбіти, формувати пояс Койпера уздовж площини еліптики, тоді як ті, що мали більш ексцентричні та віддалені орбіти, формували Хмару Оорта.
За словами Бакстера та його колег, оскільки існування Хмари Оорта відіграло важливу роль у формуванні Сонячної системи, тому логічно припустити, що інші зіркові системи мають власні Хмари Оорта - які вони називають екзо-Оортом Хмари (EXOC). Як пояснив доктор Бакстер для Space Magazine електронною поштою:
«Один із запропонованих механізмів утворення хмари Оорта навколо нашого Сонця полягає в тому, що деякі об’єкти в протопланетному диску нашої Сонячної системи були викинуті на дуже великі еліптичні орбіти при взаємодії з планетами-гігантами. Потім на орбіти цих об'єктів впливали довколишні зірки та галактичні припливи, внаслідок чого вони відходили від орбіт, обмежених площиною Сонячної системи, та утворювали тепер сферичну хмару Оорта. Ви можете собі уявити, що подібний процес може статися навколо іншої зірки з планетами-гігантами, і ми знаємо, що там багато зірок, які мають планети-гіганти ».
Як зазначили Бакстер та його колеги у своєму дослідженні, виявити EXOC важко, в основному з тих же причин, чому немає прямих доказів для власної Хмари Оорта Сонячної системи. Для одного, у хмарі не так багато матеріалу, за оцінками, що варіюється від кількох до двадцяти разів більших за масу Землі. По-друге, ці об'єкти знаходяться дуже далеко від нашого Сонця, а це означає, що вони не відбивають багато світла або не мають сильних теплових викидів.
З цієї причини Бакстер та його команда рекомендували використовувати карти неба на міліметровій та субміліметровій довжинах хвиль для пошуку ознак Хмар Оорта навколо інших зірок. Такі карти вже існують, завдяки таким місіям Планк телескоп, який відобразив космічний мікрохвильовий фон (CMB). Як зазначав Бакстер:
«У нашій роботі ми використовуємо карти неба на частотах 545 ГГц і 857 ГГц, які були сформовані за спостереженнями супутника Планка. Планк був майже розроблений * лише * для відображення CMB; той факт, що ми можемо використовувати цей телескоп для дослідження хмар екзо-Оорта та потенційно процесів, пов’язаних із формуванням планети, є надзвичайно дивним! "
Це досить революційна ідея, оскільки виявлення EXOC не було частиною цільової мети Планк місія. Намітивши СМВ, що є "реліктовим випромінюванням", що залишився від Великого вибуху, астрономи прагнули дізнатись більше про те, як Всесвіт розвивалася з початку Всесвіту - приблизно. 378 000 років після Великого вибуху. Однак їхнє дослідження базується на попередній роботі, яку очолив Алан Стерн (головний дослідник проекту Нові горизонти місія).
У 1991 році разом з Джоном Стокком (з Університету Колорадо, Боулдер) та Полом Вайсманом (з Лабораторії реактивного руху НАСА) Стерн провів дослідження під назвою «Пошук IRAS для надсонячних хмар Оорта». У цьому дослідженні вони запропонували використовувати дані інфрачервоного астрономічного супутника (IRAS) для пошуку EXOC. Однак, хоча це дослідження зосереджувалося на певній довжині хвилі та 17-зіркових системах, Бакстер та його команда спиралися на дані для десятків тисяч систем та на більш широкий діапазон довжин хвиль.
Інші нинішні та майбутні телескопи, які Бакстер та його команда вважають корисними в цьому відношенні, включають телескоп Південний полюс, розташований на станції Південний полюс Амундсен-Скотт в Антарктиді; Космологічний телескоп «Атакама» та обсерваторія Сімонса в Чилі; підміліметровий телескоп з великою діафрагмою на балонній кулі (BLAST) в Антарктиді; телескоп "Зелений берег" у Західній Вірджині та ін.
"Крім того, Гея Нещодавно супутник дуже точно відобразив положення та відстані зірок у нашій галактиці », - додав Бакстер. "Це робить вибір цілей для пошуків хмарних пошуків exo-Oort відносно простим. Ми використовували комбінацію Гея і Планк дані в нашому аналізі ».
Щоб перевірити їх теорію, Бакстер і його команда побудували серію моделей для теплового випромінювання зовнішніх хмар Exo-Oort. "Ці моделі запропонували виявити екзо-Оортові хмари навколо довколишніх зірок (або принаймні встановити обмеження щодо їх властивостей), можливо, з огляду на існуючі телескопи та спостереження", - сказав він. "Зокрема, моделі запропонували дані з Планк супутник може потенційно наблизитись до виявлення хмари екзо-Оорта, як наша власна навколо зірки поблизу. "
Крім того, Бакстер та його команда також виявили натяк на сигнал навколо деяких зірок, які вони розглядали у своєму дослідженні - зокрема у системах Vega та Formalhaut. Використовуючи ці дані, вони змогли поставити обмеження щодо можливого існування EXOC на відстані від 10000 до 100 000 АС від цих зірок, що приблизно збігається з відстані між нашим Сонцем та Хмарою Оорта.
Однак потрібні додаткові опитування до того, як будь-який ЗНО може бути підтверджений. Ці опитування, ймовірно, включатимуть Космічний телескоп Джеймса Вебба, яке планується розпочати в 2021 році. Тим часом це дослідження має неабиякі наслідки для астрономів, і не лише тому, що воно передбачає використання існуючих карт CMB для позасонячних досліджень. Як сказав Бакстер:
"Просто виявити хмару екзо-Оорта було б справді цікаво, оскільки, як я вже згадував вище, у нас немає прямих доказів існування нашої власної хмари Оорта. Якщо ви отримали виявлення хмари екзо-Оорта, вона в принципі могла б дати уявлення про процеси, пов'язані з формуванням планети та еволюцією протопланетних дисків. Наприклад, уявіть, що ми виявили лише хмари екзо-Оорта навколо зірок, які мають планети-гіганти. Це могло б дати досить переконливі докази того, що утворення хмари Оорта пов'язане з планетами-гігантами, як це підказано популярними теоріями формування нашої власної хмари Оорта. "
У міру того, як наші знання про Всесвіт розширюються, вчені стають все більш зацікавленими у тому, що спільна наша Сонячна система з іншими зоряними системами. Це, в свою чергу, допомагає нам дізнатися більше про формування та еволюцію нашої власної системи. Він також надає можливі підказки щодо того, як Всесвіт змінювався з часом, а може, навіть, де коли-небудь можна знайти життя.
