Durante miles de años, los astrónomos han visto a los cometas viajar cerca de la Tierra e iluminar el cielo nocturno. Con el tiempo, estas observaciones condujeron a una serie de paradojas. Por ejemplo, ¿de dónde vienen todos estos cometas? Y si su material de superficie se vaporiza cuando se acercan al Sol (formando así sus famosos halos), deben formarse más lejos, donde habrían existido allí durante la mayor parte de su vida útil.
Con el tiempo, estas observaciones llevaron a la teoría de que mucho más allá del Sol y los planetas, existe una gran nube de material helado y roca de donde proviene la mayoría de estos cometas. Esta existencia de esta nube, que se conoce como la Nube de Oort (después de su principal fundador teórico), sigue sin demostrarse. Pero de los muchos cometas de corto y largo período que se cree que provienen de allí, los astrónomos han aprendido mucho sobre su estructura y composición.
Definición:
La Nube de Oort es una nube esférica teórica de predominantemente planetesimales helados que se cree que rodean al Sol a una distancia de hasta alrededor de 100,000 UA (2 ly). Esto lo coloca en el espacio interestelar, más allá de la Heliosfera del Sol, donde define el límite cosmológico entre el Sistema Solar y la región de dominación gravitacional del Sol.
Al igual que el Cinturón de Kuiper y el Disco disperso, la Nube de Oort es un reservorio de objetos transneptunianos, aunque está miles de veces más lejos de nuestro Sol que estos otros dos. La idea de una nube de infinitesimales helados fue propuesta por primera vez en 1932 por el astrónomo estonio Ernst Öpik, quien postuló que los cometas de largo período se originaron en una nube en órbita en el borde más externo del Sistema Solar.
En 1950, el concepto fue resucitado por Jan Oort, quien independientemente planteó la hipótesis de su existencia para explicar el comportamiento de los cometas a largo plazo. Aunque todavía no se ha probado a través de la observación directa, la existencia de la Nube de Oort es ampliamente aceptada en la comunidad científica.
Estructura y composición:
Se cree que la Nube de Oort se extiende desde entre 2,000 y 5,000 UA (0.03 y 0.08 ly) hasta 50,000 UA (0.79 ly) del Sol, aunque algunas estimaciones ubican el borde exterior hasta 100,000 y 200,000 UA (1.58 y 3.16 ly). Se cree que la Nube se compone de dos regiones: una Nube de Oort externa esférica de 20,000 - 50,000 AU (0.32 - 0.79 ly) y una Nube de Oort (o Hills) interna en forma de disco de 2,000 - 20,000 AU (0.03 - 0.32 ly) .
La nube exterior de Oort puede tener billones de objetos de más de 1 km (0,62 millas) y miles de millones que miden 20 kilómetros (12 millas) de diámetro. Se desconoce su masa total, pero, suponiendo que el cometa Halley sea una representación típica de los objetos externos de la nube de Oort, tiene una masa combinada de aproximadamente 3 × 1025 kilogramos (6.6 × 1025 libras), o cinco Tierras.
Según los análisis de cometas pasados, la gran mayoría de los objetos de la Nube de Oort se componen de volátiles helados, como agua, metano, etano, monóxido de carbono, cianuro de hidrógeno y amoníaco. La aparición de asteroides que se cree que se originan en la Nube de Oort también ha provocado una investigación teórica que sugiere que la población consiste en 1-2% de asteroides.
Estimaciones anteriores ubicaron su masa en hasta 380 masas terrestres, pero un mejor conocimiento de la distribución del tamaño de los cometas de períodos largos ha llevado a estimaciones más bajas. La masa de la Nube interna de Oort, mientras tanto, aún no se ha caracterizado. Los contenidos tanto del Cinturón de Kuiper como de la Nube de Oort se conocen como Objetos Transneptunianos (TNO), porque los objetos de ambas regiones tienen órbitas que están más alejadas del Sol que la órbita de Neptuno.
Origen:
Se cree que la nube de Oort es un remanente del disco protoplanetario original que se formó alrededor del Sol hace aproximadamente 4.600 millones de años. La hipótesis más ampliamente aceptada es que los objetos de la nube de Oort inicialmente se unieron mucho más cerca del Sol como parte del mismo proceso que formó los planetas y planetas menores, pero esa interacción gravitacional con gigantes gaseosos jóvenes como Júpiter los expulsó en elípticas extremadamente largas o órbitas parabólicas.
Investigaciones recientes de la NASA sugieren que una gran cantidad de objetos de la nube de Oort son producto de un intercambio de materiales entre el Sol y sus estrellas hermanas a medida que se formaron y se separaron. También se sugiere que muchos, posiblemente la mayoría, de los objetos de la nube de Oort no se formaron cerca del Sol.
Alessandro Morbidelli, del Observatorio de la Costa Azul, ha realizado simulaciones sobre la evolución de la nube de Oort desde los inicios del Sistema Solar hasta el presente. Estas simulaciones indican que la interacción gravitacional con las estrellas cercanas y las mareas galácticas modificaron las órbitas cometarias para hacerlas más circulares. Esto se ofrece como una explicación de por qué la nube externa de Oort tiene una forma casi esférica, mientras que la nube de Hills, que está más fuertemente unida al Sol, no ha adquirido una forma esférica.
Estudios recientes han demostrado que la formación de la nube de Oort es ampliamente compatible con la hipótesis de que el Sistema Solar se formó como parte de un grupo incrustado de 200–400 estrellas. Estas primeras estrellas probablemente jugaron un papel en la formación de la nube, ya que el número de pasajes estelares cercanos dentro del cúmulo fue mucho mayor que el actual, lo que provocó perturbaciones mucho más frecuentes.
Cometas:
Se cree que los cometas tienen dos puntos de origen dentro del Sistema Solar. Comienzan como infinitesimales en la Nube de Oort y luego se convierten en cometas cuando las estrellas que pasan las sacan de sus órbitas, enviándolas a una órbita a largo plazo que las lleva al sistema solar interior y nuevamente a salir.
Los cometas de período corto tienen órbitas que duran hasta doscientos años, mientras que las órbitas de los cometas de período largo pueden durar miles de años. Mientras que se cree que los cometas de período corto surgieron del Cinturón de Kuiper o del disco disperso, la hipótesis aceptada es que los cometas de período largo se originan en la Nube de Oort. Sin embargo, hay algunas excepciones a esta regla.
Por ejemplo, hay dos variedades principales de cometas de período corto: los cometas de la familia Júpiter y los cometas de la familia Halley. Los cometas de la familia Halley, llamados así por su prototipo (el cometa Halley) son inusuales porque, aunque tienen un período corto, se cree que se originaron en la nube de Oort. Según sus órbitas, se sugiere que alguna vez fueron cometas de períodos largos que fueron capturados por la gravedad de un gigante gaseoso y enviados al Sistema Solar interior.
Exploración:
Debido a que la Nube de Oort está mucho más lejos que el Cinturón de Kuiper, la región permaneció inexplorada y en gran parte indocumentada. Las sondas espaciales aún no han alcanzado el área de la nube de Oort, y Voyager 1 - las sondas espaciales interplanetarias más rápidas y lejanas que actualmente salen del Sistema Solar - no es probable que proporcionen ninguna información al respecto.
A su velocidad actual, Voyager 1 llegará a la nube de Oort en unos 300 años y tardará unos 30,000 años en atravesarla. Sin embargo, alrededor de 2025, los generadores termoeléctricos de radioisótopos de la sonda ya no suministrarán suficiente energía para operar ninguno de sus instrumentos científicos.. Las otras cuatro sondas que actualmente escapan del Sistema Solar: Voyager 2, pionero 10 y 11, y Nuevos horizontes - tampoco funcionará cuando lleguen a la nube de Oort.
Explorar la Nube de Oort presenta numerosas dificultades, la mayoría de las cuales surgen del hecho de que es increíblemente distante de la Tierra. Para cuando una sonda robótica pueda alcanzarla y comenzar a explorar el área en serio, siglos habrán pasado aquí en la Tierra. No solo aquellos que lo enviaron en primer lugar estarían muertos hace mucho tiempo, sino que la humanidad probablemente habrá inventado sondas mucho más sofisticadas o incluso naves tripuladas mientras tanto.
Aún así, los estudios pueden realizarse (y se realizan) examinando los cometas que escupe periódicamente, y es probable que los observatorios de largo alcance hagan algunos descubrimientos interesantes de esta región del espacio en los próximos años. Es una gran nube. ¿Quién sabe lo que podríamos encontrar acechando allí?
Tenemos muchos artículos interesantes sobre la revista Oort Cloud and Solar System for Space. Aquí hay un artículo sobre qué tan grande es el Sistema Solar y uno sobre el diámetro del Sistema Solar. Y aquí está todo lo que necesita saber sobre el cometa Halley y más allá de Plutón.
También puede consultar este artículo de la NASA en la Nube de Oort y uno de la Universidad de Michigan sobre el origen de los cometas.
No te olvides de mirar el podcast de Astronomy Cast. Episodio 64: Plutón y el sistema solar exterior helado y Episodio 292: La nube de Oort.
Referencia:
Exploración del sistema solar de la NASA: cinturón de Kuiper y nube de Oort
