Доклад: Облако Оорта

Иногда в окрестностях Солнца появляются небесные тела, вещество которых вблизи Солнца начинает испаряться и отбрасываться солнечным ветром от Солнца. Это кометы. Их сильно вытянутые орбиты свидетельствует в пользу того, что они приходят из очень далёких областей Солнечной системы. Каждый год наблюдается в среднем 10 комет. Самые яркие из них обращают на себя внимание не только астрономов.

В 1950 г. голландец Ян Оорт предположил, что кометы рождаются в облаке, которое окружает внутреннюю, планетную, часть Солнечной системы. Это облако - остаток той туманности, из которой путём "слипания" частичек (под действием взаимного тяготения) образовались Солнце и планеты. Первичная туманность обладала большей плотностью вблизи центра, и здесь процесс планетообразования пошёл быстрее. Что же касается внешних, разреженных, частей, то там сходный процесс не завершился и до настоящего времени.

На основании изучения 19 комет Оорт выяснил, что кометы, как правило, приходят из области в 20 000 а.е., где они первоначально имели скорость порядка 1 км/с. Такая скорость говорит о том, что кометы - это составная часть Солнечной системы, так как "чужие" тела (например, ближайшие к Солнцу звёзды) имеют относительно Солнца скорость порядка 20 км/с [Марочник и др., 1987].

Считается, что в облаке Оорта сосредоточены многие миллиарды кометных "зародышей" - тел, которые вращаются по различным орбитам и пока ни разу не приближались к Солнцу. По Оорту [Марочник и др., 1987], таких тел должно быть порядка 10 в одиннадцатой степени. Есть там и миллиарды настоящих комет, которые уже успели "навестить" Солнце. Орбиты комет должны зависеть от случайных сближений кометных "зародышей" друг с другом, от притяжения соседних с Солнцем звёзд, от притяжения существующих по некоторым предположениям планетоподобных или даже тёмных звёздоподобных тел в самом облаке Оорта (гипотеза существования Немезиды). Кометные тела могут длительно кружиться в облаке Оорта, могут выбрасываться из Солнечной системы, а могут устремляться в окрестности Солнца, превращаясь в настоящие хвостатые кометы.

По современным представлениям, облако Оорта простирается на расстояние до 2 световых лет от Солнца (почти половина или треть расстояния до ближайших звёзд). Если учесть, что до Плутона свет доходит за 5 с половиной часов, то это означает, что возможный радиус облака Оорта в 3000 раз превышает радиус орбиты Плутона. Есть указания, что масса облака Оорта превышает суммарную массу планет и пояса Койпера. Это означает, что Солнечную систему нельзя считать сформировавшейся даже в первом приближении.

Считается, что облако Оорта резко различается по своим свойствам на разном расстоянии от Солнца. Начинается оно не сразу за орбитой Плутона и поясом Койпера, а отделено широкой щелью. Далее находится внутренняя часть облака, где кометные тела движутся, в основном, в той же плоскости, что и планеты. Орбиты их более или менее стабильные и до какой-то степени круговые. Во внешнем облаке кометные тела движутся в любых плоскостях по случайным орбитам, подчиняясь притяжению не только Солнца, но других звёзд [Как устроена Солнечная система, 1988]. Известно, например, что через 26 000 лет звезда альфа Центавра заметно приблизится к Солнечной системе, и тогда Землю и другие планеты начнут бомбить многочисленные кометы, уклонившиеся со своих круговых орбит в облаке Оорта [Сурдин, 1994]. Не исключено, что такие периоды резкого усиления кометной активности были и раньше. Тогда центральные области Солнечной системы пополнялись новым веществом, то есть усиливалось планетообразование.

Есть расчёты, согласно которым, за время существования планетной системы "чужие" звёзды раз десять прошли через внутренний кометный "банк", вызвав учащения комет в 1000 раз. Такое событие длится примерно 400 000 лет. За это время на Землю выпадает до 200 комет (в среднем 1 комета в 2000 лет). В масштабах человеческой жизни это, конечно, не особенно ощутимо, но в геологических масштабах можно говорить о "кометном ливне". Такие "ливни" пытались связать с массовыми вымираниями видов на нашей планете [Марочник и др., 1987].

Есть сведения, что массовые вымирания происходят периодично - раз в 26 миллионов лет, и учащения бомбардировок якобы тоже имеют такую периодичность (по возрасту ударных кратеров). Периодичность пытались связать с пересечением галактической плоскости Солнцем, что происходит один раз в 30 миллионов лет. В плоскости Галактики могут быть массивные облака пыли и газа, которые, как и звёзды, должны "возмущать" кометное облако. Кроме того, разгадку периодичности объясняли существованием Немезиды - тёмной звезды массой в несколько сотых солнечной. Немезида, согласно этой гипотезе, движется вокруг Солнца по вытянутой орбите и каждые 26 миллионов лет входит в кометное облако [Марочник и др., 1987]. Впрочем, станция "Пионер-10", находясь на окраинах планетной системы, не испытала дополнительного ускорения, которое можно было бы объяснить влиянием Немезиды или крупной планеты размером с Юпитер, хотя влияние тела в 3 - 5 масс Земли не исключается [Снова о десятой планете, 1988].

Само облако Оорта наблюдать не удаётся, так как оно очень разреженное, слабо освещено Солнцем, а также потому, что мы находимся внутри него. Однако, другие сходные туманности, кажется, удалось наблюдать: вблизи некоторых близких к нам звёзд зарегистрированы еле заметные диски со щелью [Как устроена Солнечная система, 1988; Там скрывается планета? 1995; Планета у Беты Живописца? 1996].

Солнечная система, таким образом, состоит из четырёх частей:

планетная система (пояс планет земной группы, первый пояс малых планет, пояс планет-гигантов);

щель, или пояс Койпера (если он занимает всю щель);

внутренняя часть облака Оорта;

внешняя часть облака Оорта.

Интересно, что каждая из перечисленных частей во много раз больше предыдущих.

Предположение о том, что гамма-всплески, наблюдаемые в Солнечной системе, связаны со столкновением комет в облаке Оорта, не подтвердилось. Источник этих всплесков находится вне Солнечной системы и даже вне Галактики. Это слияние нейтронных звёзд [Трубников, 1998].