✨Đám mây Oort

Đám mây Oort (), đôi khi được gọi là đám mây Öpik – Oort, và được nhà thiên văn học người Hà Lan Jan Oort mô tả lần đầu tiên vào năm 1950. Nó được chia thành hai vùng: đám mây Oort bên trong có hình đĩa (hay đám mây Hills) và đám mây Oort bên ngoài hình cầu. Cả hai khu vực đều nằm ngoài nhật quyển và nằm trong không gian giữa các vì sao. Hai hồ chứa thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương khác là Vành đai Kuiper và đĩa phân tán có khoảng cách so với Mặt Trời lớn chưa đầy một phần nghìn so với đám mây Oort.

Rìa bên ngoài của đám mây Oort xác định ranh giới vũ trụ của Hệ Mặt Trời và phạm vi của quyển Hill của Mặt Trời. Vào năm 1932, nhà thiên văn học người Estonia Ernst Öpik đã công nhận rằng các sao chổi chu kỳ dài có nguồn gốc từ một đám mây quay quanh quỹ đạo ở rìa ngoài cùng của Hệ Mặt Trời. Nhà thiên văn học người Hà Lan Jan Oort đã hồi sinh lại ý tưởng này một cách độc lập vào năm 1950 và coi nó là một cách để giải quyết một nghịch lý: sáng hơn 11 (tương ứng với đường kính khoảng ), với các vật thể lân cận cách nhau hàng chục triệu km. Không rõ tổng khối lượng của nó, nhưng giả sử rằng Sao chổi Halley là một nguyên mẫu thích hợp cho các sao chổi bên trong đám mây Oort bên ngoài thì khối lượng tổng hợp là , nói cách khác là gấp năm lần Trái đất. Trước đây, nó được cho là có khối lượng lớn hơn (tới 380 lần khối lượng Trái đất) nhưng do kiến thức về sự phân bố kích thước của các sao chổi chu kỳ dài được cải thiện dẫn đến một con số ước tính thấp hơn. Chưa có bất kỳ công bố nào về ước tính khối lượng của đám mây Oort bên trong.

Nếu phân tích của sao chổi là đại diện cho toàn bộ thì phần lớn các vật thể trong đám mây Oort có thành phần là các chất dễ bay hơi chẳng hạn như nước, mêtan, etan, cacbon monoxit và axit xianhidric. Tuy nhiên, việc phát hiện ra vật thể - một vật thể có bề ngoài phù hợp với tiểu hành tinh loại D trên quỹ đạo điển hình của một sao chổi chu kỳ dài - đã thúc đẩy các nghiên cứu lý thuyết cho rằng quần thể đám mây Oort bao gồm khoảng một đến hai phần trăm tiểu hành tinh. Phân tích tỷ lệ đồng vị cacbon và nitơ trong cả sao chổi chu kỳ dài và sao chổi họ Sao Mộc cho thấy có ít sự khác biệt giữa hai loại, mặc dù vùng xuất xứ của chúng được cho là rất tách biệt. Điều này cho thấy rằng cả hai đều có nguồn gốc từ đám mây tiền cực ban đầu, và kết luận này cũng được hỗ trợ bởi các nghiên cứu về kích thước hạt trong sao chổi đám mây Oort và bởi nghiên cứu tác động gần đây của sao chổi Tempel 1 thuộc họ Sao Mộc.

Nguồn gốc

Đám mây Oort được cho là đã phát triển sau khi hình thành các hành tinh từ đĩa tiền hành tinh nguyên thủy khoảng 4,6 tỷ năm trước.

Nghiên cứu gần đây của NASA đặt giả thuyết rằng một số lượng lớn các vật thể trong đám mây Oort là sản phẩm của sự trao đổi vật chất giữa Mặt Trời và các ngôi sao anh chị em của nó khi chúng hình thành và tách rời nhau và người ta cho rằng nhiều —có thể là phần lớn— vật thể đám mây Oort không hình thành ở gần Mặt Trời. Một phần ba số lượng vật thể đĩa phân tán có khả năng kết thúc tại trong đám mây Oort sau 2,5 tỷ năm.

Hiệu ứng thủy triều

Hầu hết các sao chổi được nhìn thấy ở gần Mặt Trời dường như đã đến vị trí hiện tại của chúng thông qua sự nhiễu loạn hấp dẫn của đám mây Oort bởi lực thủy triều gây ra bởi Dải Ngân Hà. Cũng giống như lực thủy triều của Mặt trăng làm biến dạng các đại dương của Trái Đất và khiến thủy triều lên xuống thì thủy triều thiên hà cũng làm biến dạng quỹ đạo của các thiên thể trong Hệ Mặt Trời bên ngoài. Trong các vùng được lập biểu đồ của Hệ Mặt Trời thì những tác động này là không đáng kể so với lực hấp dẫn của Mặt Trời, nhưng ở vùng ngoài của hệ mà lực hấp dẫn của Mặt Trời yếu hơn thì gradient trường hấp dẫn của Dải Ngân Hà có những tác động đáng kể. Lực thủy triều thiên hà kéo căng đám mây dọc theo một trục hướng về trung tâm thiên hà và nén nó dọc theo hai trục còn lại; những nhiễu loạn nhỏ này có thể dịch chuyển quỹ đạo trong đám mây Oort để đưa các vật thể đến gần Mặt trời. Điểm mà lực hấp dẫn của Mặt Trời chịu ảnh hưởng của nó đối với thủy triều thiên hà được gọi là bán kính cắt ngắn thủy triều. Nó nằm ở bán kính từ 100.000 đến 200.000 au, và đánh dấu ranh giới bên ngoài của đám mây Oort. Tác động của thủy triều thiên hà khá phức tạp và phụ thuộc nhiều vào hành vi của các vật thể riêng lẻ trong một hệ hành tinh. Tuy nhiên, về tổng thể, nó có thể có ảnh hưởng khá đáng kể: tới 90% tất cả các sao chổi có nguồn gốc từ đám mây Oort có thể là kết quả của thủy triều thiên hà. Các mô hình thống kê về quỹ đạo quan sát được của các sao chổi chu kỳ dài lập luận rằng thủy triều thiên hà là phương tiện chính khiến quỹ đạo của chúng bị xáo trộn về phía bên trong Hệ Mặt Trời.