ابر اورت؛ رازآلودترین ناحیه منظومه شمسی را بهتر بشناسید

منظومه شمسی ما بسیار فراتر از مدار نپتون و حتی کمربند کایپر گسترده شده است. در دورترین نقطه‌ی این سیستم، در اعماق تاریک و سرد فضا ، کره‌ای عظیم از اجرام یخی نهفته است که به «ابر اورت»معروف است! فاصله‌ی ابر اورت تا خورشید ، ده‌ها هزار برابر فاصله زمین تا خورشید است!
ابر اورت یک ساختار فیزیکی مایع یا گاز نیست، بلکه متشکل از تریلیون‌ها جسم یخی کوچک است که به صورت کره‌ای پهناور ، خورشید و سیارات را در بر گرفته‌اند. این ابر به عنوان منشاء اصلی دنباله‌دار های بلند دوره شناخته می‌شود و مرز نهایی نفوذ گرانشی خورشید رادر فضای میان ستاره‌ای مشخص می‌کند.
اگرچه ابر اورت مستقیماً مشاهده نشده است، اما شواهد غیرمستقیم و مدل‌های ریاضی وجود آن را تأیید می‌کنند.

تاریخچه‌ی فرضیه ابر اورت:

ایده وجود یک ابر کروی از اجرام در حاشیه منظومه شمسی، دهه‌ها قبل از کشف کمربند کایپر مطرح شد.
در سال ۱۹32، ستاره‌شناس استونیایی ، ارنست اُپیک ، به صورت مستقل پیشنهاد داد که دنباله‌دارها از ابرهای یخی در فواصل بسیار دور می‌آیند.
اما در سال 1950 میلادی ، یک ستاره‌شناس هلندی به نام ژان اورت (Jan Oort) با مطالعه آماری 46 دنباله دار بلند دوره ( با دوره تناوب بیش از 200 سال) متوجه شد که این دنباله دار ها از تمام جهات به سمت خورشید می‌آیند ، بنابر این منبع شان باید کره ای پیرامون خورشید باشد و از آن جایی که مدار این دنباله دار ها بسیار کشیده است پس این کره می بایست بسیار دور باشد یعنی در فاصله ای حدود ۵۰,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ واحد نجومی یا 1 تا 1.5 سال نوری فراتر از خورشید!
در سال 1961 به افتخار کار های علمی یان اورت ، این منبع بسیار دور ، «ابر اورت» نام گرفت .

 حدود، اندازه، ساختار و ترکیبات:

ابر اورت به دو بخش تقسیم می‌شود.
ابر اورت داخلی (Inner oort cloud) : شبیه به یک دیسک ضخیم است و فاصله آن از خورشید حدود ۲/۰۰۰ تا ۲۰/۰۰۰ واحد نجومی (Au) است.
ابر اورت خارجی (Outer oort cloud): یک کره‌ی تقریباً کروی است که شعاع آن از ۲۰/۰۰۰ واحد نجومی شروع شده و تا حدود ۱۰۰/۰۰۰ واحد نجومی (یا حتی بیشتر) ادامه می‌یابد .

تخمین زده می‌شود که بیش از $5/000/000/000/000$ جسم یخی در ابر اورت وجود داشته باشد! اما با وجود تعداد زیاد اجرام ، جرم کل ابر اورت نسبتاً کم است؛ تخمین زده می‌شود جرم آن ، بین ۳ تا ۱۰ برابر جرم زمین باشد! اکثر این اجرام ، بسیار کوچک هستند (چند کیلومتر قطر)، اما برخی ممکن است حتی به اندازه پلوتو یا کمی بزرگتر هم باشند!
اجرام ابر اورت عمدتاً از یخ‌های فرّار تشکیل شده‌اند، از جمله: آب یخ ، مونوکسید کربن یخ‌زده ، دی‌اکسید کربن یخ‌زده ، متان و آمونیاک
همچنین ذرات غبار سیلیکاتی و ترکیبات آلی پیچیده نیز در آن‌ها یافت می‌شود. این ترکیبات بازمانده‌های مستقیم سحابی اولیه‌ای هستند که منظومه شمسی از آن شکل گرفته است!

نقش و تأثیرات ابر اورت بر منظومه شمسی

۱. منبع دنباله‌دارها

مهم‌ترین نقش ابر اورت، تأمین دنباله‌دارهای با دوره‌مدت طولانی است. این دنباله‌دارها ممکن است هر چند صد یا چند هزار سال یک‌بار از نزدیکی خورشید عبور کنند! وقتی یک ستاره نزدیک یا برهم‌کنش گرانشی کهکشانی، یکی از این اجرام را از مدارش خارج کند، آن جسم به سمت داخل منظومه شمسی پرتاب شده و در دام گرانش خورشید می افتد و پس از آن به عنوان یک دنباله‌دار زیبا دیده می‌شود.

۲. ابر کایپر در مقابل ابر اورت

در حالی که کمربند کایپر (خارج از مدار نپتون) منبع دنباله‌دارهای کوتاه دوره است، ابر اورت منبع اجرام با مدارهای بسیار بیضوی و مایل است. این تمایز به دانشمندان کمک می‌کند تا تاریخچه‌ی دینامیکی منظومه شمسی را بهتر درک کنند.

۳. محافظت گرانشی

اگرچه ابر اورت جرم کمی دارد، اما حضور آن نشان‌دهنده مرز گرانشی خورشید است. اجرامی که فراتر از این فاصله بروند، دیگر تحت تسلط گرانشی خورشید نیستند و ممکن است توسط ستاره‌های دیگر ربوده شوند یا به فضای بین‌ستاره‌ای پرتاب گردند.

4. روش‌های مطالعه و مشاهده

مشاهده مستقیم ابر اورت به دلیل فاصله بسیار زیاد و تاریکی اجرام آن (که نور خورشید را بازتاب نمی‌دهند و گرمایی از خود ندارند) با تلسکوپ‌های فعلی غیرممکن است. بنابراین، دانشمندان از روش‌های غیرمستقیم زیر استفاده می‌کنند:

1. تحلیل مدارهای دنباله‌دار: با ردیابی مسیر دنباله‌دارها و محاسبه مداری آن‌ها به عقب، می‌توان منبع اولیه آن‌ها را یافت.
2. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری: مدل‌سازی تشکیل منظومه شمسی نشان می‌دهد که چگونه سیارات گازی بزرگ (مشتری و زحل) می‌توانند اجرام را به حاشیه دور منظومه پرتاب کرده و در ابر اورت محبوس کنند.

ناشناخته‌ها و موضوعات تحقیقاتی آینده:

با وجود پیشرفت‌ها، بسیاری از ابهامات درباره ابر اورت وجود دارد:

آیا ابر اورت واقعاً کروی است؟
برخی نظریه‌ها پیشنهاد می‌کنند که ابر اورت ممکن است ساختاری نامتقارن یا حتی حلقه‌ای داشته باشد که تحت تأثیر گرانش کهکشان راه شیری قرار گرفته است!

منشأ دقیق اجرام؟
آیا تمام اجرام ابر اورت در همان محل شکل گرفته‌اند یا توسط سیارات به آنجا پرتاب شده‌اند؟ (نظریه غالب این است که آن‌ها در نزدیکی خورشید شکل گرفته و سپس توسط مشتری و زحل به بیرون پرتاب شده‌اند)

سیاره نهم؟
برخی دانشمندان معتقدند که وجود یک سیاره غول‌پیکر ناشناخته در حاشیه منظومه شمسی می‌تواند توزیع عجیب مدارهای برخی اجرام ابر اورت را توضیح دهد.

مأموریت‌های فضایی آینده:
مأموریتی مانند افق های نو (new horizons) که اکنون در حال حرکت به سمت کمربند کایپر است، ممکن است در آینده‌ای دور به مرزهای ابر اورت نزدیک شود، هرچند رسیدن به آن صدها سال زمان می‌برد!

منابع از کتاب های شناخت عالم نوشته راجر آفریدمن ، نجوم به زبان ساده مایر دگانی ، بارش های شهابی امیر حسن زاده

نوشته‌ی محمد مهدی برومندنیا 1405/2/18
ویرایش و انتشار توسط محمدهادی صدقی 1405/2/24