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Nube d'Oort

La nube d'Oort (tamién llamada nube de Öpik-Oort, n'honor a Ernst Öpik y Jan Oort) ye una nube esférica d'oxetos tresneptunianos hipotética (esto ye, non reparada direutamente) que s'atopa nes llendes del sistema solar, casi a un añu lluz del Sol, y aproximao a un cuartu de la distancia del sol a Próxima Centauri, la estrella más cercana al nuesu sistema solar. Les otres dos acumuladures conocíes d'oxetos tresneptunianos, el cinturón de Kuiper y el discu esvalixáu, tán asitiaes unos cien vegaes más cerca del Sol que la nube d'Oort. Según delles estimaciones estadístiques, la nube podría allugar ente unu y cien billones (1012 - 1014) d'oxetos, siendo la so masa unu cinco veces la de la Tierra

Ficha d'oxetu celesteNube d'Oort
Oxetu tresneptunianu y entidad hipotética (es) Traducir
Parte de Sistema solar esterior
Descubridor Jan Hendrik Oort
Epónimu Jan Hendrik Oort y Ernst Öpik (es) Traducir
Oxetu astronómicu padre Sol
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Imaxe artística del cinturón de Kuiper y de la nube d'Oort.

Presenta dos rexones estremaes: la nube d'Oort esterior, de forma esférica, y la nube d'Oort interior, tamién llamada nube de Hills, en forma de discu. Los oxetos de la nube tán formaos por compuestos como xelu, metanu y amoniacu, ente otros, y formáronse mui cerca del Sol cuando'l sistema solar inda taba nes sos primeres etapes de formación. Una vegada formaos, llegaron a la so posición actual na nube d'Oort por causa de los efeutos gravitatorios de los planetes xigantes.[1]

A pesar de que la nube d'Oort, como se dixo, nun se reparó direutamente (un cuerpu neses distancies ye imposible de detectar hasta en rayos X), los astrónomos creen que ye la fonte de tolos cometes de periodu llargu y de tipu Halley, y de dalgunos centauros y cometes de Xúpiter.[2] Los oxetos de la nube d'Oort esterior atópense bien pocu amestaos gravitacionalmente al Sol, y esto fai qu'otres estrelles, ya inclusive la mesma Vía Láctea, puedan afectalos y provocar que salgan despidíos escontra'l sistema solar interior.[1] La mayoría de los cometes de periodu curtiu aniciar nel discu esvalixáu, pero créese que, aun así, esiste un gran númberu d'ellos que tienen el so orixe na nube d'Oort.[1][2] A pesar de que tanto'l cinturón de Kuiper como'l discu esvalixáu reparáronse, estudiáu, y tamién clasificáu munchos de los sos componentes, namái tenemos evidencia na nube d'Oort de cinco posibles miembros: (90377) Sedna, (148209) 2000 CR105, (308933) 2006 SQ372, 2008 KV42 y un nuevu oxetu descubiertu'l 10 de payares de 2015 entá ensin nomar. Toos ellos atópense na nube d'Oort interior.[3] El 26 de marzu de 2014 anuncióse'l descubrimientu d'un nuevu oxetu, que sería'l segundu más grande de la nube tres Sedna, identificáu como 2012 VP113.[4] El 10 de payares de 2015 la revista Nature publicaba anunciando'l descubrimientu d'un nuevu oxetu tresneptunianu alcontráu nos márxenes inferiores de la nube d'Oort. Dichu oxetu sería'l más alloñáu del sistema solar, récor qu'antes ostentaba'l planeta nanu Eris.[5]

Primeres hipótesis

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En 1932, l'astrónomu estoniu Ernst Öpik postuló que los cometes de periodu llargu aniciar nuna nube que orbitaba nes llendes del sistema solar.[6] En 1950, l'astrónomu holandés Jan Oort postuló la teoría de manera independiente pa resolver una paradoxa.[7] Les órbites de los cometes son bien inestables, siendo la dinámica la que dictamina si van topetar col Sol o con cualesquier otru planeta, o si van salir despidíos del sistema solar por cuenta de les perturbaciones de los planetes. Amás, al tar formaos na so mayor parte por xelu y otros elementos volátiles, éstos van esprendiendo gradualmente por cuenta de la radiación electromagnético hasta que'l cometa estrémase o adquier una corteza aislante que frena la desgasificación. D'esta miente, Oort razonó que los cometes nun pudieron formase na so órbita actual, y que debíen de permanecer mientres tola so esistencia nun alloñáu depósitu apináu d'estos cuerpos celestes, cayendo col tiempu escontra'l sistema solar y convirtiéndose en cometes de periodu llargu.[7][8][9]

Esisten dos tipos de cometes: los de periodu curtiu (tamién llamaos cometes eclípticos), que presenten órbites per debaxo de les 10 ua, y los de periodu llargu (cometes casi isótropos), que tienen órbites de más de 1000 ua. Oort investigó los cometes casi isótropos, y atopó que la mayoría d'ellos teníen un afelio (la so distancia más alloñada al Sol) d'aproximao 20 000 ua y paecíen provenir de toes direiciones, lo cual fortalecía la so hipótesis y suxería un depósitu de forma esférica. Los escasos cometes que teníen afelios de 10 000 ua tuvieron de pasar en dalgún momentu mui cerca del sistema solar, siendo influyíos pola gravedá de los planetes y polo tanto faciendo más pequeña la so órbita.[9]

Composición y estructura

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Alloña de la nube d'Oort respectu del restu de cuerpos del sistema solar.

Créese que la nube d'Oort estender dende 2000 ua o 5000 ua[9] hasta 50 000 ua[1] del Sol, anque delles fontes asitien la so llende ente 100 000 ua y 200 000 ua.[9] La nube d'Oort puede estremase en dos rexones: la nube d'Oort esterior (ente 20 000 ua y 50 000 ua), de forma esférica, y la nube d'Oort interior (ente 2000 ua y 20 000 ua), que tien forma toroidal.

La nube esterior atópase bien pocu amestada al Sol y ye la fonte de la mayor parte de los cometes de periodu llargu.[1] La nube interior tamién se conoz como nube de Hills, n'honor a Jack G. Hills, l'astrónomu que propunxo la so esistencia en 1981.[10] Los modelos predicen que la nube interior tendría de tener decenes o cientos de vegaes más oxetos que la nube esterior;[10][11][12] paez ser que la nube de Hills reabastece de cometes a la nube esterior a midida que vanse escosando y esplica la esistencia de la nube d'Oort tres miles de millones d'años.[13]

Créese que la nube d'Oort puede allugar dellos billones de cuerpos de más de 1,3 quilómetros de diámetru y quinientos mil millones con una magnitú absoluta menor a +10,9 (cuanto menor ye'l valor, mayor ye'l rellumu).[1][Nota 1] A pesar del númberu tan alzáu de cuerpos, cada unu d'ellos taría dixebráu en permediu delles decenes de millones de quilómetros con respectu al más cercanu.[2][14] La masa de la nube d'Oort nun se sabe con certidume, pero si toma'l cometa Halley como prototipu d'oxetu de la nube esterior, envalórase que la masa sería de 3x1025 kg, unos cinco vegaes la de la Tierra.[1][15] Enantes pensábase que la so masa podría aportar a hasta trescientes ochenta vegaes la masa terrestre,[16] pero la nuesa comprensión de la distribución de tamaños de los cometes de periodu llargu amenorgó les estimaciones. Anguaño la masa de la nube d'Oort interior sigue siendo desconocida.

Si los cometes que s'analizaron conformen una estimación de los que s'atopen na nube d'Oort, la gran mayoría taríen formaos por xelu, metanu, etanu, monóxidu de carbonu y ácidu cianhídrico.[17] Sicasí, el descubrimientu del oxetu tresneptunianu 1996 PW, que tien una órbita más carauterística d'un cometa de periodu llargu, suxer que la nube tamién alluga oxetos predresos.[18] Los analises de los isótopos de carbonu y nitróxenu revelen qu'apenes esisten diferencies ente los cometes de la nube d'Oort y los cometes de Xúpiter, a pesar de les enormes distancies que los dixebren. Esti fechu suxer que toos ellos formáronse na nube protosolar, mientres la formación del sistema solar.[19][20] Estes conclusiones son tamién aceptaes polos estudios del tamañu granular nes cometes de la nube d'Oort,[21] según tamién pol estudiu de los impautos del cometa 9P/Tempel 1.[22]

Orixe

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Imaxe artística d'un discu protoplanetario, similar al que formó'l sistema solar. Créese que los oxetos de la nube d'Oort formar nel interior d'estos discos (bien lloñe de l'actual posición de la nube), cerca de los planetes xigantes como Xúpiter cuando inda taben formándose, y que la gravedá d'éstos espulsó al esterior los oxetos que güei formen la nube d'Oort.

Tou indica que la nube d'Oort formóse como remanente del discu protoplanetario que se formó alredor del Sol fai 4600 millones d'años.[1][20] La hipótesis más aceptada ye que los oxetos de la nube d'Oort formáronse mui cerca del Sol, nel mesmu procesu nel que se crearon los planetes y los asteroides, pero les interacciones gravitatories colos nuevos planetes gaseosos como Xúpiter y Saturnu espulsaron estos oxetos escontra llargues órbites elíptiques o parabóliques.[23][24][25] Realizáronse simulaciones de la evolución de la nube d'Oort dende la so formación hasta los nuesos díes y éstes amuesen que la so máxima masa adquirir 800 millones d'años tres la so formación.[1]

Los modelos realizaos pol astrónomu uruguayu Julio Ángel Fernández suxeren que'l discu esvalixáu, que ye la principal fonte de cometes periódicos del sistema solar, podría ser tamién la principal fonte de los oxetos de la nube d'Oort. Acordies colos sos modelos, la metá de los oxetos tremaos viaxa escontra la nube d'Oort, un cuartu queda atrapáu orbitando a Xúpiter, y otru cuartu sale espulsáu n'órbites parabóliques. El discu esvalixáu inda podría siguir alimentando a la nube d'Oort, apurriéndo-y nuevu material.[26] Calculóse que, al cabu de 2500 millones d'años, un terciu de los oxetos del discu esvalixáu van acabar na nube d'Oort.[27].


Los modelos computacionales suxeren que los choques de los escombros de los cometes asocedíos mientres el periodu de formación desempeñen un rol muncho más importante de lo qu'enantes se creía. Acordies con estos modelos, mientres les fases más tempranes del sistema solar asocedieron tal cantidá de choques, que munches cometes fueron destruyíos antes d'algamar la nube d'Oort. Con éses la masa acumulao na actualidá na nube d'Oort ye enforma menor de lo que se pensaba.[28] Calcúlase que la masa de la nube d'Oort ye solo una pequeña parte de les ente cincuenta y cien mases terrestres de material espulsáu.[1]

La interacción gravitatoria d'otres estrelles y la marea galáctica modifica les órbites de los cometes, faciéndolos más circulares. Esto podría esplicar la forma esférica de la nube d'Oort esterior.[1] Per otru llau, la nube interior, que s'atopa más amestada gravitacionalmente al Sol, inda nun adquirió dicha forma. Estudios recién amuesen que la formación de la nube d'Oort ye compatible cola hipótesis de que'l sistema solar formóse como parte d'un cúmulu d'ente doscientes y cuatrocientes estrelles. Si la hipótesis ye correuta, les primeres estrelles del cúmulu que se formaron podríen afectar en gran midida a la formación de la nube d'Oort, dando llugar a frecuentes perturbaciones.[29]

Cometes

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Créese que los cometes aniciáronse en dos puntos bien estremaos del sistema solar. Los cometes de periodu curtiu xenerar na so mayor parte nel Cinturón de Kuiper o nel [ isu esvalixáu]], qu'empiecen a partir de la órbita de Plutón (a 38 ua del Sol) y estiéndense hasta les 1El cinturón. Los de periodu llargu, como'l cometa Hale-Bopp, que tarden miles d'años en completar una órbita, aniciáronse toos na nube d'Oort. El cinturón de Kuiper xenera pocos cometes por cuenta de la so órbita estable, al contrariu que'l discu esvalixáu, que ye dinámicamente bien activu.[30] Los cometes escapen del discu esvalixáu y cayen so los dominios gravitatorios de los planetes esteriores, convirtiéndose no que se conoz como centauros.[31] Estos centauros, col tiempu, son unviaos más adientro del sistema solar y conviértense en cometes de periodu curtiu.[32]

 
Cometa Halley, ye'l prototipu de cometer tipu Halley (periodu curtiu), que se cree que s'aniciaron na nube d'Oort.

Los cometes de periodu curtiu pueden estremase en dos tipos: los de la familia de Xúpiter y los de la familia del Halley (tamién llamaos cometes tipu Halley). La so principal diferencia anicia nel periodu; los primeres tarden menos de venti años en completalo y tienen semiexes mayores en redol a 5 ua y los segundos tarden más de venti años y el so semiexe mayor suel ser de más de 10 ua. Tamién puede utilizase el parámetru de Tisserand pa estremalos,[Nota 2] siendo " " la frontera de separación ente dambos, anque la so efeutividá ta apostada. Amás, los cometes de la familia de Xúpiter tienen enclinos orbitales baxes, unos 10° de media, ente que los de tipu Halley tienen enclinos orbitales bien desiguales, anque xeneralmente bien pronunciaes, d'unos 41° de media. Toes estes diferencies tienen llugar por cuenta del so orixe: los cometes de la familia de Xúpiter formar na so mayor parte nel discu esvalixáu, ente que los de la familia del Halley aniciar na nube d'Oort.[33] Créese qu'estos postreros fueron cometes de periodu llargu que fueron prindaos pola gravedá de los planetes xigantes y unviaos al sistema solar interior.[8]

Jan Oort decatar de que'l númberu de cometes yera menor que'l predichu pol so modelu ya inda na actualidá'l problema ta ensin resolver. Les hipótesis apunten a la destrucción de los cometes por impautu o a la so disgregación por fuercies de marea; tamién se suxer la perda de tolos compuestos volátiles o la formación d'una capa non volátil na so superficie, lo cual fadría invisible al cometa.[34] Reparóse tamién que la incidencia de los cometes nos planetes esteriores ye enforma mayor que nos interiores. Lo más probable ye que se deba a l'atracción gravitatoria de Xúpiter, qu'actuaría a manera de barrera, atrapando los cometes y faciendo que topetaren con él, de la mesma qu'asocedió col cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994.[35]

Fuercies de marea

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Ver tamién: Marea galáctica
 
Al igual que la Lluna exerz marees sobre los océanos de la Tierra, la nube d'Oort tamién sufre estes fuercies de marea; siguiendo'l símil, la Lluna sería la Vía Láctea y los océanos los oxetos de la nube d'Oort.

Les fuercies de marea prodúcense por cuenta de que la gravedá qu'exerz un cuerpu escai cola distancia. L'efeutu más cotidianu son les marees que la Lluna provoca sobre los océanos terrestres, causando qu'éstos xuban o baxen según la so cercanía al satélite.[36][37] De la mesma, la Vía Láctea exerz estes fuercies de marea sobre la nube d'Oort, deformándola llixeramente escontra'l centru de la galaxa (polo que la nube d'Oort nun ye una esfera perfecta). Nel sistema solar interior esta marea galáutica ye ínfima, una y bones la gravedá solar predomina; pero cuanto mayor ye l'alloñanza al Sol aquélla vuélvese cada vez más perceptible. Esta pequeña fuercia ye abonda p'alteriar el movimientu de dellos miembros de la nube y una parte d'ellos son unviaos escontra'l Sol.[38][39][40]

Dellos espertos creen que la marea galáutica pudo aumentar los perihelios (distancia más cercana al Sol) de dalgunos planetesimales con grandes afelios, contribuyendo asina a la formación de la nube d'Oort.[41] Los efeutos de la marea galáutica son bien complexos y dependen en gran midida del comportamientu de cada unu de los oxetos del sistema planetariu. Otra manera, a nivel global los efeutos son más qu'evidentes: créese que cerca d'un 90 % de los cometes qu'espulsa la nube d'Oort deber a ella.[42] Los modelos estadísticos basaos nes órbites de los cometes de periodu llargu sofiten esta idea.[43]

Ciclos d'estinción

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Al estudiar les estinciones na Tierra los científicos alvirtieron un patrón que se repite cada ciertu tiempu. Repararon qu'aproximao cada 26 millones d'años nel nuesu planeta sume un porcentaxe d'especies considerable, anque inda nun se sabe con certidume qué la causa.

La marea galáctica podría esplicar estos ciclos d'estinciones. El Sol xira alredor del centru de la Vía Láctea y, na so órbita en redol a él, pasa pol planu galácticu con cierta regularidá. Cuando'l nuesu astru ta asitiáu fora del planu galácticu la fuercia de marea provocada pola galaxa ye más débil; de la mesma, cuando crucia'l planu galácticu la intensidá d'esta fuercia llega al so máximu, resultando nuna medría de la perturbación de la nube d'Oort y, por tanto, de la unviada de cometes escontra'l sistema solar interior hasta un factor de cuatro. Calcúlase que'l Sol pasa al traviés del planu galácticu n'intervalos d'ente venti y venticinco millones d'años.[44] Sicasí, dellos astrónomos creen que'l pasu del Sol pol planu galácticu nun puede esplicar por sigo solo l'aumentu de la unviada de cometes, argumentando qu'anguaño'l Sol ta asitiáu mui cerca del planu galácticu y sicasí l'últimu eventu d'estinción asocedió hai apenes 15 millones d'años. En llugar d'ello proponen como causa'l pasu del Sol polos brazos espirales de la galaxa, que, amás d'allugar a ensame de nubes moleculares qu'alterien la nube d'Oort, tamién acueyen a numberoses xigantes azules, que'l so tiempu de vida ye bien curtiu al consumir más rápido'l so combustible nuclear y en cuestión d'unos pocos millones d'años esploten violentamente aniciando supernoves.[45]

Perturbaciones estelares

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Amás de la marea galáctica, esisten otros mecanismos capaces d'unviar cometes escontra'l sistema solar interior, como los campos gravitatorios de les estrelles cercanes o de les grandes nubes moleculares.[35] N'ocasiones, mientres la órbita que sigue'l Sol al traviés de la galaxa averar a otros sistemes estelares. Por casu, calculóse que mientres los próximos diez millones d'años la estrella conocida con mayores posibilidaes d'afectar a la nube d'Oort ye Gliese 710 (ello ye que calcúlase que dientro d'unos 1,4 millones d'años va transitar pela nube d'Oort, aumentando hasta nun 50 % la tasa d'espulsión de cometes).[46][47] Esti procesu tamién esvalixa los oxetos fuera del planu eclíptico, esplicando la distribución esférica de la nube.[48]

Hipótesis de Némesis

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Artículu principal: Hipótesis Némesis

En 1984, Richard A. Muller, Piet Hut y Marc Davis suxirieron la posibilidá de que'l Sol pudiera tener una compañera estelar que lo orbitara.[49] Dichu oxetu hipotéticu recibió'l nome de Némesis, que sería probablemente una nana marrón y orbitaría mui cerca d'onde creemos que s'atopa la nube d'Oort. Némesis tendría una órbita elíptica, polo que cada 26 millones d'años pasaría al traviés de la nube, bombardiando cometes al sistema solar interior,[50] lo qu'esplicaría la periodicidad de les estinciones na Tierra. Un añu más tarde, D. Whitmire y J. J. Matese suxirieron la posibilidá de que Némesis pudiera tratase d'un pequeñu furacu negru; y nel 2002 esti postreru propunxo la esistencia d'un planeta xigante bien distante que sería'l causante de qu'una gran parte de los cometes que lleguen al sistema solar interior provengan d'una rexón concreta de la nube d'Oort.[51]

Sicasí, nun s'atoparon pruebes definitives de la so esistencia y munchos científicos argumenten qu'una compañera estelar a una distancia tan enorme del Sol nun podría tener una órbita estable, yá que sería espulsada poles perturbaciones de les demás estrelles.

Oxetos de la nube d'Oort

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Animación qu'amuesa la órbita de Sedna, afayáu en 2004, un posible oxetu de la nube d'Oort interior.

Dexando a un llau los cometes de periodu llargu, solo conócense cuatro objetos que se cree que pertenecen a la nube d'Oort; tratar de 90377 Sedna, (148209) 2000 CR105, (308933) 2006 SQ372, 2008 KV42. Por causa de la so alloñanza, el periheliu de los dos primeros, a diferencia de los oxetos del discu esvalixáu, nun llega a trate afeutáu pola gravedá de Neptunu, polo que les sos órbites nun pueden esplicase poles perturbaciones de los planetes xigantes.[52] Si formárense nes sos actuales posiciones, les sos órbites tendríen de ser circulares; amás, l'acreción queda refugada, pos la enorme velocidá cola que se movíen los planetesimales resultaría demasiáu perxudicial.[53]

Hai delles hipótesis qu'esplicaríen les sos escéntriques órbites: podríen ser afeutaos pola gravedá d'una estrella cercana cuando'l Sol inda s'atopaba dientro del cúmulu estelar que dio llugar a la so formación. En casu de qu'asina fora,[3] podríen tamién ser alteriaos por un cuerpu inda desconocíu del tamañu d'un planeta que s'atopara dientro de la nube d'Oort,[54] podría debese tamién a una dispersión exercida por Neptunu mientres un periodu de gran escentricidá o pola gravedá d'un alloñáu discu tresneptunianu primitivu, o inclusive ser prindaes por pequeñu estrelles que pasaben esporádicamente cerca del Sol. De toes elles, la perturbación d'otres estrelles paez ser hasta agora lo más plausible.[3] Dellos astrónomos prefieren incluyir tanto a Sedna como a 2000 CR105 no que denominen "discu esvalixáu estendíu", en llugar d'en la nube d'Oort interna.[53]

Posibles Oxetos de la nube d'Oort
Númberu Nome Diámetru ecuatorial

(km)

Periheliu (ua) Afelio (ua) Añu de descubrimientu Descubridor
90377 Sedna 1.180-1.800 76,1 892 2003 Brown, Trujillo, Rabinowitz
148209 (148209) 2000 CR105 ~250 44,3 397 2000 Observatoriu Lowell
308933 (308933) 2006 SQ372 50-100 24,17 2005,38 2006 A. C. Becker
- 2008 KV42 58,9 20 217 71 760 2008 Canada-France-Hawaii Telescope

Ver tamién

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Notes

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  1. ↑ La magnitú absoluta ye la midida del rellumu d'un oxetu celeste si atopar a 10 pcs (Pársecs); otra manera, la magnitú aparente mide'l rellumu que se repara dende la Tierra. Como la magnitú absoluta parte de que tolos cuerpos atopar a la mesma distancia, tratar d'una midida del rellumu real d'un oxetu. Cuanto más brillosu sía un oxetu, menor va ser el valor de la so magnitú absoluta.
  2. ↑ El parámetru Tisserand vien dau por:
     
    Onde:
    " " ye'l semiexe mayor del planeta.
    "a" ye'l semiexe mayor del cometa.
    "i" ye l'enclín orbital del cometa.
    "y" ye la escentricidá del cometa.

Referencies

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  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 Morbidelli, Alessandro (2005). «Origin and Dynamical Evolution of Comets and their Reservoirs». Consultáu'l 2 de setiembre de 2008.
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  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Morbidelli, A. y Levison H. F. (2004). «Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12 (Sedna)». The Astronomical Journal 128 (5). p. 2564-2576. http://dx.doi.org/10.1086/424617. 
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