Po celá desetiletí vědci teoretizovali, že za hranicí Sluneční soustavy, ve vzdálenosti až 50 000 AU (0,79 ly) od Slunce, leží obrovský mrak ledových planetesimálů známých jako Oortův mrak. Tento mrak, pojmenovaný na počest nizozemského astronoma Jana Oorta, je považován za místo, odkud pocházejí dlouhodobé komety. Dosud však nebyl poskytnut žádný přímý důkaz, který by potvrdil existenci Oort Cloudu.
Důvodem je skutečnost, že Oortův mrak je velmi obtížné pozorovat, protože je daleko od Slunce a rozptýlen ve velmi velké oblasti vesmíru. V nedávné studii však tým astrofyziků z University of Pennsylvania navrhl radikální myšlenku. Používání map Cosmic Microwave Background (CMB) vytvořených agenturou Planck mise a dalších dalekohledů se domnívají, že lze detekovat Oortovy mraky kolem jiných hvězd.
Studii - „Probing Oort clouds around Milky Way stars with CMB průzkumy“, která se nedávno objevila online - vedl Eric J Baxter, postdoktorandský výzkumný pracovník z Katedry fyziky a astronomie na University of Pennsylvania. Připojili se k němu profesoři Pennsylvánie Cullen H. Blake a Bhuvnesh Jain (Baxterův primární mentor).
Zkrátka, Oortův mrak je hypotetická oblast vesmíru, o které se předpokládá, že sahá od 2 000 do 5 000 AU (0,03 až 0,08 ly) až do 50 000 AU (0,79 ly) od Slunce - ačkoli některé odhady naznačují, že by mohla dosáhnout až 100 000 až 200 000 AU (1,58 a 3,16 ly). Stejně jako Kuiperův pás a rozptýlený disk, Oortův mrak je rezervoárem transneptunských objektů, i když je více než tisíckrát vzdálenější od našeho Slunce jako tyto dva.
Předpokládá se, že tento oblak pochází z populace malých ledových těl v 50 AU od Slunce, které byly přítomny, když byla sluneční soustava ještě mladá. Časem se předpokládá, že orbitální poruchy způsobené obřími planetami způsobily, že objekty, které měly vysoce stabilní oběžné dráhy, tvořily Kuiperův pás podél ekliptické roviny, zatímco ty, které měly výstřednější a vzdálenější oběžné dráhy, tvořily Oortův mrak.
Podle Baxtera a jeho kolegů, protože existence Oortova oblaku hrála důležitou roli při tvorbě sluneční soustavy, je tedy logické předpokládat, že jiné hvězdné systémy mají své vlastní Oortovy mraky - které označují jako exo-Oort Mraky (EXOC). Jak vysvětlil Dr. Baxter časopisu Space Magazine e-mailem:
"Jedním z navrhovaných mechanismů pro vytvoření Oortova oblaku kolem našeho slunce je to, že některé objekty v protoplanetárním disku naší sluneční soustavy byly díky interakcím s obřími planetami vyvrženy na velmi velké eliptické dráhy." Orbity těchto objektů byly poté ovlivněny blízkými hvězdami a galaktickými přílivy, které je přiměly opustit oběžné dráhy omezené na rovinu sluneční soustavy a vytvořit nyní sférický Oortův mrak. Dokázali byste si představit, že podobný proces může nastat u jiné hvězdy s obřími planetami a my víme, že existuje mnoho hvězd, které mají obří planety. “
Jak Baxter a jeho kolegové ve své studii naznačili, odhalení EXOC je obtížné, a to převážně ze stejných důvodů, proč neexistují žádné přímé důkazy pro vlastní Oortův Cloud Sluneční soustavy. Za prvé, v cloudu není mnoho materiálu, odhady se pohybují od několika do dvaceti násobků hmotnosti Země. Za druhé, tyto objekty jsou velmi daleko od našeho Slunce, což znamená, že neodrážejí hodně světla ani nemají silné tepelné emise.
Z tohoto důvodu Baxter a jeho tým doporučili používat mapy oblohy na milimetrových a submilimetrových vlnových délkách k hledání známek Oortových mraků kolem jiných hvězd. Takové mapy již existují díky misím jako je Planck dalekohled, který mapoval kosmické mikrovlnné pozadí (CMB). Jak naznačil Baxter:
„V našem článku používáme mapy oblohy při 545 GHz a 857 GHz, které byly generovány pozorováním satelitu Planck. Planck byl do značné míry navržen * pouze * pro mapování CMB; skutečnost, že tento dalekohled můžeme použít ke studiu exo-Oortových mraků a potenciálně procesů spojených s formováním planety, je docela překvapivá! “
Toto je poněkud revoluční myšlenka, protože odhalování EXOC nebylo součástí zamýšleného účelu Planck mise. Mapováním CMB, což je „reliktivní záření“ zbylé z Velkého třesku, se astronomové snažili dozvědět se více o tom, jak se vesmír vyvíjel od raného vesmíru - circa. 378 000 let po Velkém třesku. Jejich studie však navazuje na předchozí práci vedenou Alanem Sternem (hlavním vyšetřovatelem projektu) Nové obzory mise).
V roce 1991 Stern provedl spolu s Johnem Stockem (z University of Colorado, Boulder) a Paulem Weissmannem (z NASA Jet Propulsion Laboratory) studii s názvem „Hledání IRAS extra-solárních Oortových mraků“. V této studii navrhli použít data z infračerveného astronomického satelitu (IRAS) pro vyhledávání EXOC. Přestože se tato studie zaměřila na určité vlnové délky a 17 hvězdné systémy, Baxter a jeho tým se spoléhali na data pro desítky tisíc systémů a na širší rozsah vlnových délek.
Další současné a budoucí dalekohledy, o nichž se Baxter a jeho tým domnívají, že by v tomto ohledu mohly být užitečné, zahrnují dalekohled na jižním pólu, který se nachází na stanici Amundsen-Scott na jižním pólu v Antarktidě; Kosmologický dalekohled Atacama a observatoř Simons v Chile; Balloonem nesený dalekohled s velkým otvorem Submillimeter Telescope (BLAST) v Antarktidě; dalekohled Zelené banky v Západní Virgíně a další.
"Kromě toho Gaia satelit nedávno velmi přesně zmapoval polohy a vzdálenosti hvězd v naší galaxii, “dodal Baxter. „Díky tomu je výběr cílů pro cloudové vyhledávání exo-Oort relativně jednoduchý. Použili jsme kombinaci Gaia a Planck data v naší analýze. “
Aby testoval jejich teorii, Baxter a jeho tým vytvořili řadu modelů pro tepelnou emisi exo-Oortových mraků. "Tyto modely naznačovaly, že detekování exo-Oortových mraků kolem blízkých hvězd (nebo alespoň stanovení jejich vlastností) bylo možné vzhledem k existujícím dalekohledům a pozorováním," řekl. "Zejména modely navrhly, že data z Planck satelit se mohl potenciálně přiblížit k detekci exo-Oortova oblaku, jako je ten náš kolem nedaleké hvězdy. “
Kromě toho Baxter a jeho tým také detekovali náznak signálu kolem některých hvězd, které zvažovali ve své studii - konkrétně v systémech Vega a Formalhaut. Pomocí těchto údajů dokázali omezit možnou existenci EXOC ve vzdálenosti 10 000 až 100 000 AU od těchto hvězd, což zhruba odpovídá vzdálenosti mezi naším Sluncem a Oortovým mrakem.
Než však bude možné potvrdit existenci některého z EXOC, budou zapotřebí další průzkumy. Tyto průzkumy budou pravděpodobně zahrnovat James Webb Space Telescope, který má být zahájen v roce 2021. Mezitím má tato studie pro astronomy nějaké významné důsledky, a to nejen proto, že zahrnuje použití existujících CMB map pro mimoslunární studia. Jak řekl Baxter:
"Jen odhalení exo-Oortova oblaku by bylo opravdu zajímavé, protože jak jsem již zmínil výše, nemáme žádný přímý důkaz o existenci našeho vlastního Oortova oblaku." Pokud jste dostali detekci exo-Oortova oblaku, mohlo by to v zásadě poskytnout nahlédnutí do procesů spojených s formováním planety a vývojem protoplanetárních disků. Představte si například, že jsme detekovali pouze exo-Oortovy mraky kolem hvězd, které mají obří planety. To by poskytlo docela přesvědčivý důkaz, že vytvoření Oortova mraku je spojeno s obřími planetami, jak to naznačují populární teorie tvorby našeho vlastního Oortova mraku. “
Jak se naše znalosti vesmíru rozšiřují, vědci se stále více zajímají o to, co má naše Sluneční soustava společného s jinými hvězdnými systémy. To nám zase pomáhá dozvědět se více o tvorbě a vývoji našeho vlastního systému. Poskytuje také možné rady o tom, jak se vesmír v průběhu času měnil, a možná dokonce i tam, kde by se život mohl jednou objevit.
