Край Сонячної системи – це дивне місце, сповнене незвичних явищ, які ми лише почали вивчати. Одним з найбільших таємниць є Хмара Оорта, величезне поле крижаних уламків, яке простягається на відстань до 100 000 разів більше, ніж відстань від Землі до Сонця.
Ми маємо загальне уявлення про розмір та форму цього поля, але точні подробиці залишаються для нас загадкою. Нещодавнє обчислювальне дослідження виявило несподівану структуру – спіраль, утворену гравітаційними силами, що діють на хмару з боку самої Молекулярної галактики.
Це відкриття, яке наразі знаходиться на розгляді у журналі “Astrophysical Journal”, вже доступне на сервері препринтів arXiv.
«Коли гравітаційні хвилі галактики розривають об’єкти на розсіяному диску, утворюється спіральна структура, яка простягається на 15 000 астрономічних одиниць», — пише команда на чолі з астрономом Девідом Нєсворним із Південно-Західного науково-дослідного інституту в США. «Ця спіраль є довговічною і зберігається в внутрішній частині Хмари Оорта до сьогодні».
Зовнішня Сонячна система – це прикордонна територія, яку важко досліджувати. Ми знаємо, що там існує багато дрібних крижаних об’єктів у поясі Койпера за орбітою Нептуна, а за ним, на відстані від 1 000 до 100 000 астрономічних одиниць, знаходиться Хмара Оорта, межа гравітаційного впливу Сонця.
Саме звідси походять довгоперіодичні комети Сонячної системи, які вибиваються зі своїх орбіт і спрямовуються до Сонця, випускаючи потоки газу, коли їхні льоди сублімуються.
Ми також знаємо, що Хмара Оорта приблизно поділяється на дві частини. Зовнішня частина є величезною, це сферичний хмара, що розташовується на відстані близько 10 000 астрономічних одиниць від Сонця. Внутрішня частина є більш схожою на тор, або донатоподібну форму, і розтягується від 1 000 до 10 000 астрономічних одиниць.
Більшість довгоперіодичних комет Сонячної системи походять із зовнішньої частини Хмари Оорта. Внутрішня частина є значно стабільнішою, вона ближче до Сонця, що означає, що вона сильніше пов’язана його гравітацією, і вона менш піддається порушенням, спричиненим збуреннями з боку зір, які турбують зовнішню хмару та виводять її крижані об’єкти з їхніх звичних орбіт.
Через цю стабільність внутрішня частина Хмари Оорта зазвичай моделюється як відносно плоский диск, що вирівняний з екліптичною площиною Сонячної системи.
Дивна спіральна структура, яку виявили Нєсворний та його колеги, є наслідком гравітаційних ефектів Сонця та зовнішніх гравітаційних впливів Молекулярної галактики, а також орбіт комет. Це відкриття допомагає розкрити таємниці еволюції віддалених частин Сонячної системи.
Дослідження команди буде опубліковано в The Astrophysical Journal, а також доступне на arXiv.