Vuosikymmenien ajan tutkijat ovat teorioineet, että aurinkokunnan reunan ulkopuolella, jopa 50 000 AU: n (0,79 ly) etäisyydeltä auringosta, on massiivinen jäisien planeetasimpallien pilvi, joka tunnetaan nimellä Oort Cloud. Tämän pilven, jonka nimi on hollantilainen tähtitieteilijä Jan Oort, kunnioitetaan, ja sen uskotaan olevan pitkäaikaisten komeetojen lähtöisin. Tähän päivään mennessä ei kuitenkaan ole toimitettu suoria todisteita Oort-pilven olemassaolon vahvistamiseksi.
Tämä johtuu siitä, että Oort-pilviä on erittäin vaikea havaita, koska se on melko kaukana auringosta ja hajaantunut erittäin suurelle avaruusalueelle. Äskettäisessä tutkimuksessa Pennsylvanian yliopiston astrofysiikan tutkijaryhmä ehdotti kuitenkin radikaalia ideaa. Käyttämällä karttoja kosmisesta mikroaaltouuni taustasta (CMB) Planck operaation ja muiden kaukoputkien kanssa, he uskovat, että Oort-pilvet voidaan havaita muiden tähtien ympärillä.
Äskettäin verkossa ilmestynyttä tutkimusta - ”Oort-pilvien luominen Linnunradan tähtiä ympäröivillä CMB-tutkimuksilla” - johti tutkijatohtori Eric J Baxter Pennsylvanian yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitokselta. Hänen kanssaan liittyivät Pennsylvanian professorit Cullen H. Blake ja Bhuvnesh Jain (Baxterin ensisijainen mentori).
Yhteenvetona voidaan todeta, että Oort-pilvi on hypoteettinen avaruusalue, jonka uskotaan ulottuvan välillä 2 000 - 5 000 AU (0,03 ja 0,08 ly) aina 50 000 AU: iin (0,79 ly) auringosta - vaikka joidenkin arvioiden mukaan se voisi saavuttaa 100 000 - 200 000 AU (1,58 ja 3,16 ly). Kuten Kuiperin vyö ja hajallaan oleva levy, Oort-pilvi on Neptunuksen ylittävien esineiden säiliö, vaikkakin se on yli tuhat kertaa kauempana aurinkoomme kuin nämä kaksi muuta.
Tämän pilven uskotaan olevan peräisin pienistä jäisistä ruumiista, jotka sijaitsevat 50 AU: n säteellä aurinkoa ja jotka olivat läsnä, kun aurinkokunta oli vielä nuori. Ajan myötä teoretisoidaan, että jättiläisten planeettojen aiheuttamat kiertoradan häiriöt saivat esineet, joilla oli erittäin vakaa kiertorata, muodostamaan Kuiperin hihnan ekliptisen tason suuntaan, kun taas ne, joilla oli epäkeskeisemmät ja kauemmat kiertoradat, muodostivat Oort-pilven.
Koska Oort-pilven olemassaololla oli tärkeä rooli aurinkokunnan muodostumisessa, Baxterin ja hänen kollegoidensa mukaan on siksi loogista olettaa, että muilla tähtijärjestelmillä on omat Oort-pilvet - joita he kutsuvat ekso-Oortiksi Pilviä (EXOC). Kuten tohtori Baxter selitti Space Magazinelle sähköpostitse:
”Yksi ehdotetuista mekanismeista Oort-pilven muodostumiseksi aurinkomme ympärille on, että jotkut aurinkokuntamme protoplanetaarisen levyn esineistä ajettiin erittäin suuriin, elliptisiin kiertoratoihin vuorovaikutuksessa jättiläisten planeettojen kanssa. Läheisten tähdet ja galaktiset vuorovedet vaikuttivat sitten näiden esineiden kiertoratoihin aiheuttaen niiden poistua aurinkojärjestelmän tasolle rajoitetuista kiertoradaista ja muodostamaan nyt pallomaisen Oort-pilven. Voisit kuvitella, että samanlainen prosessi voisi tapahtua toisen tähden kanssa jättiläisten planeetojen kanssa, ja tiedämme, että siellä on monia tähtiä, joilla on jättiläisiä planeettoja. "
Kuten Baxter ja hänen kollegansa totesivat tutkimuksessaan, EXOC-arvojen havaitseminen on vaikeaa, pääosin samoista syistä, miksi aurinkokunnan omalle Oort-pilvelle ei ole suoraa näyttöä. Yhdenkään suhteen pilvessä ei ole paljon materiaalia, arvioiden ollessa muutamasta kaksikymmentä kertaa maapallon massa. Toiseksi, nämä esineet ovat hyvin kaukana aurinkoomme, mikä tarkoittaa, että ne eivät heijasta paljon valoa tai niillä on voimakkaita lämpöpäästöjä.
Tästä syystä Baxter ja hänen tiiminsä suosittelivat taivaan karttoja millimetrin ja submillimetrin aallonpituuksilla etsimään Oort-pilvien merkkejä muiden tähtijen ympäriltä. Tällaisia karttoja on jo olemassa, kuten Planck teleskooppi, joka on kartoittanut kosmisen mikroaaltotaustan (CMB). Kuten Baxter ilmoitti:
”Käytämme paperissamme taivaan karttoja taajuuksilla 545 GHz ja 857 GHz, jotka on tuotettu Planck-satelliitin havainnoista. Planck oli suunnilleen suunniteltu * vain * CMB: n kartoittamiseen; tosiasia, että voimme käyttää tätä kaukoputkea tutkia ekso-Oort-pilviä ja mahdollisesti planeetan muodostumiseen liittyviä prosesseja, on aika yllättävää! ”
Tämä on melko vallankumouksellinen idea, koska EXOC: ien havaitseminen ei ollut osa suunnitelman tarkoitusta Planck tehtävä. Kartoittamalla CMB: tä, joka on suuresta räjähdyksestä jäljellä olevaa ”jäännössäteilyä”, tähtitieteilijät ovat pyrkineet oppimaan lisää siitä, kuinka maailmankaikkeus on kehittynyt varhaisen maailmankaikkeuden jälkeen - noin. 378 000 vuotta Ison räjähdyksen jälkeen. Heidän tutkimuksensa perustuu kuitenkin aiempaan työhön, jota johti Alan Stern (YK: n tutkija) Uusia näköaloja tehtävä).
Vuonna 1991 Stern toteutti yhdessä John Stocken (Coloradon yliopistosta, Boulder) ja Paul Weissmannin (NASA: n Jet-propulsiolaboratoriosta) kanssa tutkimuksen, jonka otsikko oli “IRAS-haku ylimääräisistä aurinko-Oort-pilvistä”. Tässä tutkimuksessa he ehdottivat infrapuna-astronomisen satelliitin (IRAS) tietojen käyttöä EXOC-tiedostojen etsimiseksi. Vaikka tämä tutkimus keskittyi kuitenkin tiettyihin aallonpituuksiin ja 17 tähden järjestelmiin, Baxter ja hänen tiiminsä luottivat kymmenien tuhansien järjestelmien ja laajemman aallonpituusalueen tietoihin.
Muita nykyisiä ja tulevia kaukoputkia, joista Baxter ja hänen ryhmänsä mielestä voisivat olla hyödyllisiä tässä suhteessa, ovat etelänavan teleskooppi, joka sijaitsee Amundsen – Scott etelänavan asemalla Antarktissa; Atacama-kosmologinen kaukoputki ja Simonsin observatorio Chilessä; ilmapallo-kannettava suuren aukon alamillimetri-kaukoputki (BLAST) Antarktis; Vihreän pankin teleskooppi Länsi-Virginassa ja muut.
”Lisäksi Gaia satelliitti on äskettäin kartoittanut täsmällisesti tähteiden sijainnit ja etäisyydet galaksissamme ”, Baxter lisäsi. ”Tämän vuoksi kohteiden valitseminen exo-Oort-pilvihakuille on suhteellisen yksinkertaista. Käytimme yhdistelmää Gaia ja Planck tiedot analyysissamme. ”
Heidän teoriansa testaamiseksi Baxter ja hänen joukkue rakensivat sarjan malleja ekso-Oort-pilvien lämpöemissiolle. "Nämä mallit ehdottivat, että ekso-Oort-pilvien havaitseminen lähellä olevien tähtien ympäriltä (tai ainakin rajoitus niiden ominaisuuksille) oli mahdollista, kun otetaan huomioon olemassa olevat kaukoputket ja havainnot", hän sanoi. "Erityisesti mallit ehdottivat, että Planck satelliitti voi potentiaalisesti lähestyä havaitsemalla oman kaltaisen ekso-Oort-pilven läheisen tähden ympärillä. "
Lisäksi Baxter ja hänen tiiminsä havaitsivat myös ripauksen signaalista joidenkin tähdet, joita he ottivat tutkimuksessa huomioon - erityisesti Vega- ja Formalhaut-järjestelmissä. Tätä tietoa käyttämällä he pystyivät asettamaan rajoituksia EXOC: ien mahdolliselle olemassaololle 10 000 - 100 000 AU: n etäisyydellä näistä tähtiistä, mikä suurin piirtein vastaa aurinkoomme ja Oort-pilven välistä etäisyyttä.
Lisäkyselyjä tarvitaan kuitenkin ennen minkä tahansa EXOC: n olemassaolon vahvistamista. Näihin tutkimuksiin osallistuu todennäköisesti James Webbin avaruuskaukoputki, jonka on tarkoitus aloittaa vuonna 2021. Tällä välin tällä tutkimuksella on joitain melko merkittäviä vaikutuksia tähtitieteilijöihin, eikä vain siksi, että siihen sisältyy olemassa olevien CMB-karttojen käyttö aurinkoa koskeviin tutkimuksiin. Kuten Baxter sanoi:
”Pelkkä ekso-Oort-pilven havaitseminen olisi todella mielenkiintoista, koska kuten edellä mainitsin, meillä ei ole suoraa näyttöä oman Oort-pilvimme olemassaolosta. Jos saisit havainnon ekso-Oort-pilvestä, se voisi periaatteessa antaa tietoa prosessista, joka liittyy planeetan muodostumiseen ja protoplanetaaristen levyjen kehitykseen. Kuvittele esimerkiksi, että havaitsimme vain ekso-Oort-pilviä tähtien ympärillä, joilla on jättiläisiä planeettoja. Se antaisi melko vakuuttavan todisteen siitä, että Oort-pilven muodostuminen on yhteydessä jättiläisiin planeetoihin, kuten suositut teoriat esittävät oman Oort-pilven muodostumisesta. "
Kun tietojemme maailmankaikkeudesta laajenee, tutkijat kiinnostavat yhä enemmän sitä, mikä aurinkokuntamme on yhteistä muiden tähtijärjestelmien kanssa. Tämä puolestaan auttaa meitä oppimaan lisää oman järjestelmän muodostumisesta ja kehityksestä. Se tarjoaa myös mahdollisia vinkkejä siitä, kuinka maailmankaikkeus muuttui ajan myötä, ja ehkä jopa siitä, missä elämä löytyi joskus.
