В продължение на десетилетия учените теоретизират, че отвъд ръба на Слънчевата система, на разстояние до 50 000 AU (0,79 ly) от Слънцето, се намира масивен облак от ледени плацесимали, известни като облака на Оорт. Наречен в чест на холандския астроном Ян Оорт, се смята, че този облак е мястото, откъдето произхождат дългосрочните комети. Към днешна дата обаче не са предоставени директни доказателства, които да потвърдят съществуването на облака на Оорт.
Това се дължи на факта, че облакът на Оорт е много труден за наблюдение, тъй като е доста далеч от Слънцето и е разпръснат в много голям район на космоса. В скорошно проучване обаче екип от астрофизици от университета в Пенсилвания предложи радикална идея. Използване на карти на космическия микровълнов фон (CMB), създаден от Планк мисия и други телескопи, те вярват, че Oort Clouds около други звезди могат да бъдат открити.
Изследването - „Пробване на Оортовите облаци около звездите на Млечния път с CMB проучвания“, което наскоро се появи онлайн - беше ръководено от Ерик Дж. Бакстър, докторантен изследовател от катедрата по физика и астрономия в Университета на Пенсилвания. Към него се присъединяват професорите от Пенсилвания Кълън Х. Блейк и Бхувнеш Джаин (основният наставник на Бакстър).
За да се обобщи, облакът на Оорт е хипотетична област на пространството, за която се смята, че се простира между 2000 и 5000 AU (0,03 и 0,08 ly) до 50 000 AU (0,79 ly) от Слънцето - въпреки че някои оценки показват, че може да достигне до 100 000 до 200 000 AU (1,58 и 3,16 ly). Подобно на пояса на Куйпер и разпръснатия диск, Оортовият облак е резервоар от транснептунови обекти, макар че е над хиляди пъти по-отдалечен от нашето Слънце като тези други два.
Смята се, че този облак е възникнал от популация от малки ледени тела в рамките на 50 AU от Слънцето, които присъстваха, когато Слънчевата система беше още млада. С течение на времето се теоретизира, че орбиталните смущения, причинени от гигантските планети, причиняват онези обекти, които имат силно стабилни орбити, да формират пояса на Койпер по еклиптичната равнина, докато тези, които имат по-ексцентрични и далечни орбити, образуват облака Оорт.
Според Бакстър и неговите колеги, тъй като съществуването на облака на Оорт е играло важна роля за формирането на Слънчевата система, следователно е логично да се предположи, че други звездни системи имат свои собствени облаци Оорт - които наричат exo-Oort Облаци (EXOC). Както д-р Бакстър обясни пред Space Magazine по имейл:
„Един от предложените механизми за образуването на облака на Оорт около нашето слънце е, че някои от обектите в протопланетарния диск на нашата Слънчева система бяха изхвърлени в много големи, елиптични орбити от взаимодействия с гигантските планети. След това орбитите на тези обекти бяха засегнати от близки звезди и галактически приливи, което ги накара да се отклонят от орбитите, ограничени до равнината на Слънчевата система, и да образуват сега сферичния облак на Оорт. Можете да си представите, че подобен процес може да се случи около друга звезда с гигантски планети, а ние знаем, че има много звезди там, които имат гигантски планети. "
Както Бакстър и неговите колеги посочиха в своето проучване, откриването на EXOC е трудно, до голяма степен по същите причини, поради които няма пряко доказателство за собствения облак на Слънчевата система. За един, в облака няма много материал, като оценките варират от няколко до двадесет пъти по-голяма от масата на Земята. Второ, тези обекти са много далеч от нашето Слънце, което означава, че не отразяват много светлина или имат силни топлинни емисии.
Поради тази причина Бакстър и неговият екип препоръчаха да използват карти на небето с дължина на вълната милиметър и субмилиметър, за да търсят признаци на Оортови облаци около други звезди. Такива карти вече съществуват, благодарение на мисии като Планк телескоп, който е картографирал космическия микровълнов фон (CMB). Както посочи Бакстър:
„В нашия документ използваме карти на небето при 545 GHz и 857 GHz, които са генерирани от наблюдения от спътника на Планк. Планк беше почти проектиран * само * за картографиране на CMB; фактът, че можем да използваме този телескоп за изследване на облаци екзо-Оорт и потенциално процеси, свързани с формирането на планетата, е доста изненадващо! “
Това е доста революционна идея, тъй като откриването на EXOC не беше част от предназначението на Планк мисия. Чрез картографирането на CMB, която е „реликтова радиация”, останала от Големия взрив, астрономите се стремят да научат повече за това как Вселената се е развила от ранната Вселена - около. 378 000 години след Големия взрив. Въпреки това, тяхното проучване се основава на предишна работа, ръководена от Алън Стърн (главен изследовател на Нови хоризонти мисия).
През 1991 г., заедно с Джон Сток (от Университета в Колорадо, Боулдър) и Пол Вайсман (от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА), Стърн проведе проучване, озаглавено „Търсене на IRAS за извън слънчеви облати на Оорт“. В това проучване те предложиха да се използват данни от инфрачервения астрономически спътник (IRAS) с цел търсене на EXOC. Въпреки това, докато това проучване се фокусира върху определени дължини на вълната и 17 звездни системи, Бакстър и неговият екип разчитат на данни за десетки хиляди системи и в по-широк диапазон от дължини на вълните.
Други настоящи и бъдещи телескопи, които Бакстър и неговият екип смятат, че могат да бъдат полезни в това отношение, включват телескопът на Южния полюс, разположен на станцията на южния полюс Амундсен-Скот в Антарктида; Космологичният телескоп Atacama и Обсерваторията Симонс в Чили; подмилиметърният телескоп с голям диафрагма (BLAST) в Антарктида; телескопът Зелена банка в Западна Виргина и други.
„Освен това Gaia наскоро сателитът очертава много точно позициите и разстоянията на звездите в нашата галактика “, добави Бакстър. „Това прави избора на цели за екзо-Oort търсене в облак сравнително лесен. Използвахме комбинация от Gaia и Планк данни в нашия анализ. “
За да тества тяхната теория, Бакстър и екип е конструирал серия от модели за топлинната емисия на облаците Exo-Oort. „Тези модели предполагат, че откриването на екзо-Оортови облаци около близките звезди (или поне поставянето на граници на техните свойства) е възможно при наличните телескопи и наблюдения“, каза той. „По-специално, моделите предполагат, че данните от Планк сателит потенциално може да се доближи до откриване на облак екзо-Оорт, какъвто е нашия, около близката звезда. "
В допълнение, Бакстър и неговият екип откриха и намек за сигнал около някои от звездите, които те разгледаха в своето проучване - по-специално в системите Vega и Formalhaut. Използвайки тези данни, те успяха да поставят ограничения за възможното съществуване на EXOC на разстояние от 10 000 до 100 000 AU от тези звезди, което приблизително съвпада с разстоянието между нашето Слънце и облака на Оорт.
Въпреки това ще са необходими допълнителни проучвания преди наличието на някой от EXOC да бъде потвърден. Тези проучвания вероятно ще включват Космически телескоп Джеймс Уеб, което е планирано да стартира през 2021 г. Междувременно това проучване има някои доста значителни последици за астрономите, а не само защото включва използването на съществуващи CMB карти за извън слънчеви изследвания. Както казва Бакстър:
„Самото откриване на облак exo-Oort би било наистина интересно, тъй като както споменах по-горе, нямаме никакви директни доказателства за съществуването на собствен облак Oort. Ако откриете облак exo-Oort, той по принцип би могъл да даде представа за процесите, свързани с формирането на планети и развитието на протопланетарните дискове. Например, представете си, че открихме само облаци екзо-Оорт около звезди, които имат гигантски планети. Това би предоставило доста убедителни доказателства, че образуването на облак на Оорт е свързано с гигантски планети, както предполагат популярните теории за формирането на нашия собствен облак Оорт. "
С разширяването на нашите знания за Вселената учените стават все по-заинтересовани от това, което нашата Слънчева система има общо с други звездни системи. Това от своя страна ни помага да научим повече за формирането и еволюцията на нашата собствена система. Той също така предоставя възможни подсказки за това как Вселената се е променила с течение на времето и може би дори там, където животът може да бъде намерен някой ден.
