Spiralen sind ein wiederholtes Thema in der Astronomie, mit wohl bekanntesten Beispiel für eine wirbelnde bewaffnete Struktur, die unsere Heimgalaxie ist, die Milchstraße. Mit einem leistungsstarken NASA -Supercomputer namens “Plejaden” haben Wissenschaftler eine weitere Spiralstruktur am Rande unseres Sonnensystems entdeckt.
Die Spirale besteht aus Milliarden eisiger Körper, die von einer Hülle von Kometen umgeben sind, die als Oort -Cloud bezeichnet werden. Obwohl die Oort -Wolke am Rande unseres eigenen Planetensystems lauert und etwa 99.000 Mal so breit ist wie die Entfernung zwischen Erde und Sonne, waren Wissenschaftler bisher im Dunkeln um die Struktur der Oort -Wolke. Diese neuen Ergebnisse geben den Forschern jedoch einen wichtigen Hinweis auf das Objekt.
“Wir fanden heraus, dass einige Kometen in der inneren Oort-Cloud zwischen 1.000 und 10.000 AU eine lang anhaltende Spiralstruktur bilden”, sagte Luke, Studienteam, Mitglied und Hauptwissenschaftler am Southwest Research Institute, gegenüber Space.com. (Die Messung “Au” steht für “astronomische Einheit”, und eine Au entspricht dem Abstand zwischen Erde und Sonne.)
“Wir waren ziemlich überrascht”, fuhr Dones fort. “Spiralen sind in Saturns Ringen, Scheiben um junge Sterne und Galaxien zu sehen. Das Universum scheint Spiralen zu mögen!”
Obwohl im Vergleich zu der Spirale, die die Struktur der Milchstraße bildet, unbedeutend, fanden die Kollegen, dass diese Oort -Wolkenspirale ungefähr 15.000 AU lang ist. Die Spirale läuft senkrecht oder in einem Winkel von 90 Grad zur Ebene der Milchstraße.
“Nur ein kleiner Bruchteil von Kometen in der Oort -Wolke befindet sich in dieser Spirale”, fügte Dones hinzu, “aber das sind immer noch Milliarden von Kometen.”
Das Team erreichte auch die Schlussfolgerung, dass dies keine vorübergehende Struktur ist. Es ist langlebig und bleibt bis heute in der inneren Oortwolke. Das bedeutet, dass es noch da draußen ist, um gesehen zu werden, aber solche Beobachtungen wären keine leichte Aufgabe.
Nur am Rand des Sonnensystems kalten
Für den Kontext ist die Oortwolke eine kugelförmige Hülle aus Kometen und eisigen Körpern, die über die Umlaufbahn von Neptun hinaus existieren, die sich rund 2,8 Milliarden Meilen (4,5 Milliarden Kilometer) von der Sonne befindet. Es wird angenommen, dass diese Hülle die äußere Grenze des Sonnensystems markiert und die Quelle von Kometen ist, die das innere Sonnensystem, die Gasgiganten Jupiter und Saturn und die inneren Rocky Planeten Mars, Erde, Venus und Quecksilber besuchen.
Die Population der Oort-Wolke, die oft als “trans-telunische Körper” bezeichnet wird, wird so theoretisiert, dass sie aus Material bestehen, das vor etwa 4,5 Milliarden Jahren bestand, wenn die Planeten unseres Sonnensystems bestanden.
“Unsere Simulationen folgen den Umlaufbahnen von Millionen von ‘Testpartikeln’, die Kometen für das Alter des Sonnensystems darstellen, ungefähr 4,5 Milliarden Jahre”, sagte Dones. “Die Simulationen benötigen so viel Rechenzeit, dass wir einen Supercomputer verwenden müssen.”
Dones fügte hinzu, dass das Visualisierungsteam des American Museum of Natural History (AMNH) die Oort -Cloud -Spirale zum ersten Mal sah.
Obwohl es nicht unmöglich wäre, diese entfernte Spirale mit astronomischen Beobachtungen zu erkennen, wäre die Aufgabe äußerst schwierig. Dies erklärt, warum sich die Kenntnis der Struktur der Oort -Cloud bisher Wissenschaftler entzogen hat.
“Entfernte Objekte, die in reflektiertem Sonnenlicht zu sehen sind, sind sehr schwach – die Helligkeit nimmt mit der inversen vierten Distanzkraft ab”, sagte Dones. “Wenn die Erde bei 1.000 AU am inneren Rand der Oort -Wolke platziert würde, wäre sie nur in einem sehr großen Teleskop sichtbar. Kometen sind viel kleiner, sodass sie in dieser Entfernung und darüber hinaus nicht mit optischen Teleskopen nicht nachweisbar sind.”
Bisher besteht die zuverlässigste Möglichkeit, Kometen aus der Oort -Cloud zu studieren, sie zu fangen, wenn ihre langgestreckten Umlaufbahnen sie in das innere Sonnensystem bringen. Hier werden sie von der Sonne erhitzt und werden aktiv und drücken Gas und Staub aus, die einen umgebenden Halo und einen charakteristischen Schwanz erzeugen.
Ironischerweise können Kometen in dieser inneren Oort -Wolk -Spirale Untersuchungen vermeiden, die auf diese Weise durchgeführt werden, indem sie sich der Reise in das innere Sonnensystem widersetzen.
“Kometen in der äußeren Oort -Cloud betreten eher in die Planetary -Region des Sonnensystems und werden beobachtbar, da sie in der inneren Wolke weniger stark durch die Sonne gehalten werden als die Kometen, die von vorübergehenden Sternen leichter gestört sind”, sagte Dones. “Die Kometen in der inneren Oort -Wolke, insbesondere die in der Spirale, sind weniger wahrscheinlich zu beobachtbar.”
Das bedeutet nicht, dass Dones die Hoffnung aufgegeben hat, diese Komet -Spirale über astronomische Daten zu sehen.
“Wir verlassen uns immer noch auf Kometen, die in die planetarische Region gelangen, um die Bevölkerung von Kometen zu schließen, die wir nicht direkt beobachten können, aber die Entfernung von der Sonne, in der Kometen entdeckt werden, nimmt stetig zu”, sagte Dones. “Einige Kometen sind zwischen den Umlaufbahnen von Uranus und Neptun aktiv.”
Dones erklärte, dass eine der besten Wetten, um diese Oort-Spirale zu sehen, die Legacy-Übersicht von Raum und Zeit (LSST) sein könnte, ein 10-jähriges geplantes Programm für das Vera Rubin Observatory, das voraussichtlich später in diesem Jahr beginnen soll.
“LSST sollte große Kometen in Entfernungen über die Umlaufbahn von Neptun hinaus erkennen, obwohl sie immer noch innerhalb des 1.000 -fachen der Distanz zwischen Erde und Sonne gut sind”, sagte Dones. “Die Spirale könnte auch durch die Suche nach thermischer Emission durch Staub bei weitinfrarot-/submillimeter-Wellenlängen in Daten nachgewiesen werden, deren Hauptaugenmerk auf der Untersuchung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung liegt.”
Die Forschung des Teams ist in einem vorliegenden Papier auf der Repository-Site Arxiv erhältlich.
