Предыдущая публикация
Спиральная структура во внутреннем облаке Оорта
Обычно мы представляем себе облако Оорта как разрозненные ледяные глыбы, плавающие далеко от Солнца, но всё же связанные с ним гравитацией. Иногда какое-нибудь случайное гравитационное возмущение странным образом сбивает одну из них с пути и создаёт долгопериодическую комету, которая может ненадолго порадовать нас, простых смертных, показав что-то интересное на небе или уничтожить человечество...Иллюстрация облака Оорта. Предоставлено: НАСА.
-----------------
Но то, как на самом деле выглядит облако Оорта и как на него влияют силы, превосходящие по масштабу нашу Солнечную систему, остаётся загадкой. Новая статья, опубликованная на сервере препринтов arXiv исследователями из Юго-Западного исследовательского института и Американского музея естественной истории, пытается пролить свет на то, как выглядит эта невидимая часть Солнечной системы — по крайней мере, та её часть, которая находится в 1000–10 000 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Считается, что «внутреннее» облако Оорта немного более населено, чем «внешнее» облако Оорта, радиус которого составляет от 10 000 до 100 000 а. е. В целом, считается, что в глубоком космосе плавают триллионы ледяных тел, хотя мы видим только те из них, которые появляются во внутренней части Солнечной системы в виде долгопериодических комет.
Чтобы оценить структуру облака, нужно больше, чем просто понимать гравитационные силы планеты. Хотя они всё ещё оказывают влияние, в орбитальной механике этих ледяных глыб есть более крупный игрок — сама галактика.
Существует концепция, известная как «галактический прилив». По мере того, как наша Солнечная система движется по галактике, она подвергается воздействию гравитационных сил других объектов, таких как звёзды и чёрные дыры, которые находятся ближе или дальше от неё. Подобно тому, как Луна притягивает воду на поверхности Земли своей гравитацией, центр галактики, где сосредоточена большая часть массы галактики, влияет на крупные объекты нашей Солнечной системы.
Для планет это влияние нивелируется их гравитационной связью с Солнцем. Но для объектов облака Оорта оно играет важную роль в определении их местоположения. Новые долгопериодические кометы образуются, когда колебания галактического прилива либо заносят их во внутреннюю часть Солнечной системы, либо заставляют их сталкиваться друг с другом, отправляя одну из них по траектории к Солнцу.
-----------------
Но то, как на самом деле выглядит облако Оорта и как на него влияют силы, превосходящие по масштабу нашу Солнечную систему, остаётся загадкой. Новая статья, опубликованная на сервере препринтов arXiv исследователями из Юго-Западного исследовательского института и Американского музея естественной истории, пытается пролить свет на то, как выглядит эта невидимая часть Солнечной системы — по крайней мере, та её часть, которая находится в 1000–10 000 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Считается, что «внутреннее» облако Оорта немного более населено, чем «внешнее» облако Оорта, радиус которого составляет от 10 000 до 100 000 а. е. В целом, считается, что в глубоком космосе плавают триллионы ледяных тел, хотя мы видим только те из них, которые появляются во внутренней части Солнечной системы в виде долгопериодических комет.
Чтобы оценить структуру облака, нужно больше, чем просто понимать гравитационные силы планеты. Хотя они всё ещё оказывают влияние, в орбитальной механике этих ледяных глыб есть более крупный игрок — сама галактика.
Существует концепция, известная как «галактический прилив». По мере того, как наша Солнечная система движется по галактике, она подвергается воздействию гравитационных сил других объектов, таких как звёзды и чёрные дыры, которые находятся ближе или дальше от неё. Подобно тому, как Луна притягивает воду на поверхности Земли своей гравитацией, центр галактики, где сосредоточена большая часть массы галактики, влияет на крупные объекты нашей Солнечной системы.
Для планет это влияние нивелируется их гравитационной связью с Солнцем. Но для объектов облака Оорта оно играет важную роль в определении их местоположения. Новые долгопериодические кометы образуются, когда колебания галактического прилива либо заносят их во внутреннюю часть Солнечной системы, либо заставляют их сталкиваться друг с другом, отправляя одну из них по траектории к Солнцу.
Спиральные рукава облака Оорта относительно эклиптики и галактической плоскости. Источник: Несворный и др.
-----------------
Моделировать эту сложную динамику непросто, и исследователям, в том числе ведущему автору Дэвиду Несворному, пришлось использовать суперкомпьютер НАСА, чтобы запустить свою аналитическую модель и сравнить её с предыдущими симуляциями структуры облака Оорта. Они обнаружили в данных кое-что интригующее.
Согласно их модели, облако Оорта выглядит как спиральный диск диаметром около 15 000 а. е., смещённый относительно эклиптики примерно на 30 градусов. Но что ещё интереснее, у него есть два спиральных рукава, которые делают его похожим на галактику.
Эти спиральные рукава, расположенные почти перпендикулярно центру галактики и образовавшиеся под влиянием галактического прилива, представлены в математической модели явлением, известным как эффект Козаи-Лидова. В этой особенности небесной механики крупные тела подвержены «колебаниям Козаи», которые возникают из-за гравитационного влияния объектов, находящихся гораздо дальше, но в совокупности всё равно оказывающих влияние на механику тела.
Изменения, которые вызывают эти колебания, происходят медленно, но, согласно анализу исследователя, они почти полностью определяют форму внутреннего облака Оорта. Гравитационное притяжение планет Солнечной системы или проходящих мимо звёзд, по-видимому, не оказывает существенного влияния.
Согласно статье, сфотографировать эту двурукую спираль будет чрезвычайно сложно. Авторы предполагают, что для этого потребуется либо прямое наблюдение за большим количеством объектов в этом пространстве (что маловероятно в ближайшей перспективе), либо отделение излучения от этих объектов, чтобы исключить фоновые и передние источники и отследить конкретную структуру.
На данный момент ни один из методов наблюдения не имеет выделенных для него ресурсов. Но если мы хотим узнать больше о месте появления потенциальных новых комет и их влиянии на нас, было бы неплохо начать планировать, как их искать.
-----------------
Моделировать эту сложную динамику непросто, и исследователям, в том числе ведущему автору Дэвиду Несворному, пришлось использовать суперкомпьютер НАСА, чтобы запустить свою аналитическую модель и сравнить её с предыдущими симуляциями структуры облака Оорта. Они обнаружили в данных кое-что интригующее.
Согласно их модели, облако Оорта выглядит как спиральный диск диаметром около 15 000 а. е., смещённый относительно эклиптики примерно на 30 градусов. Но что ещё интереснее, у него есть два спиральных рукава, которые делают его похожим на галактику.
Эти спиральные рукава, расположенные почти перпендикулярно центру галактики и образовавшиеся под влиянием галактического прилива, представлены в математической модели явлением, известным как эффект Козаи-Лидова. В этой особенности небесной механики крупные тела подвержены «колебаниям Козаи», которые возникают из-за гравитационного влияния объектов, находящихся гораздо дальше, но в совокупности всё равно оказывающих влияние на механику тела.
Изменения, которые вызывают эти колебания, происходят медленно, но, согласно анализу исследователя, они почти полностью определяют форму внутреннего облака Оорта. Гравитационное притяжение планет Солнечной системы или проходящих мимо звёзд, по-видимому, не оказывает существенного влияния.
Согласно статье, сфотографировать эту двурукую спираль будет чрезвычайно сложно. Авторы предполагают, что для этого потребуется либо прямое наблюдение за большим количеством объектов в этом пространстве (что маловероятно в ближайшей перспективе), либо отделение излучения от этих объектов, чтобы исключить фоновые и передние источники и отследить конкретную структуру.
На данный момент ни один из методов наблюдения не имеет выделенных для него ресурсов. Но если мы хотим узнать больше о месте появления потенциальных новых комет и их влиянии на нас, было бы неплохо начать планировать, как их искать.
Следующая публикация
Нет комментариев