على مدى عقود ، افترض العلماء أنه وراء حافة النظام الشمسي ، على مسافة تصل إلى 50000 AU (0.79 لي) من الشمس ، هناك سحابة ضخمة من الكائنات الجليدية الجليدية المعروفة باسم سحابة أورت. يُطلق عليها اسم الفلكي الهولندي يان أورت ، ويُعتقد أن هذه السحابة هي المكان الذي تنشأ منه المذنبات طويلة المدى. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم يتم تقديم أي دليل مباشر لتأكيد وجود Oort Cloud.
ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه من الصعب جدًا ملاحظة سحابة أورت ، حيث تكون بعيدة جدًا عن الشمس ومنتشرة على مساحة كبيرة جدًا من الفضاء. ومع ذلك ، في دراسة حديثة ، اقترح فريق من علماء الفيزياء الفلكية من جامعة بنسلفانيا فكرة جذرية. استخدام خرائط الخلفية الميكروية الكونية (CMB) التي تم إنشاؤها بواسطة بلانك المهمة والتلسكوبات الأخرى ، يعتقدون أنه يمكن اكتشاف سحابة أورت حول النجوم الأخرى.
وقاد هذه الدراسة - "دراسة سحب أورت حول نجوم درب التبانة مع استطلاعات CMB" ، التي ظهرت على الإنترنت مؤخرًا - إريك ج باكستر ، باحث ما بعد الدكتوراه من قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة بنسلفانيا. وانضم إليه أساتذة بنسلفانيا كولين بليك وبوفنيش جاين (معلم باكستر الأساسي).
للتلخيص ، فإن سحابة أورت هي منطقة افتراضية للفضاء يُعتقد أنها تمتد من 2000 إلى 5000 AU (0.03 و 0.08 ly) إلى ما يصل إلى 50،000 AU (0.79 ly) من الشمس - على الرغم من أن بعض التقديرات تشير إلى أنها يمكن أن تصل حتى 100،000 إلى 200،000 AU (1.58 و 3.16 لي). مثل حزام كويبر والقرص المبعثر ، فإن سحابة أورت هي مستودع للأجسام العابرة لنبتون ، على الرغم من أنها بعيدة أكثر من آلاف المرات عن شمسنا مثل هذين الأخرين.
يعتقد أن هذه السحابة نشأت من مجموعة من الأجسام الجليدية الصغيرة داخل 50 AU من الشمس التي كانت موجودة عندما كان النظام الشمسي لا يزال صغيرًا. بمرور الوقت ، يُفترض أن الاضطرابات المدارية التي تسببها الكواكب العملاقة تسببت في تلك الأجسام التي لها مدارات مستقرة للغاية لتشكيل حزام كويبر على طول مسير الشمس ، في حين أن تلك التي لها مدارات أكثر غريب الأطوار وبعيدة شكلت سحابة أورت.
وفقًا لـ Baxter وزملائه ، نظرًا لأن وجود سحابة أورت لعب دورًا مهمًا في تكوين النظام الشمسي ، فمن المنطقي أن نفترض أن أنظمة النجوم الأخرى لها سحابة أورت الخاصة بها - والتي يشار إليها باسم exo-Oort الغيوم (EXOCs). كما شرح الدكتور باكستر لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"إحدى الآليات المقترحة لتشكيل سحابة أورت حول شمسنا هي أن بعض الأجسام الموجودة في القرص الكوكبي الأولي لنظامنا الشمسي تم طردها في مدارات إهليلجية كبيرة جدًا من خلال التفاعل مع الكواكب العملاقة. ثم تأثرت مدارات هذه الأجسام بالنجوم المجاورة والمد والجزر المجرية ، مما جعلها تغادر المدارات المقيدة بمستوى النظام الشمسي ، وتشكل سحابة أورت الكروية الآن. يمكنك أن تتخيل أن عملية مماثلة يمكن أن تحدث حول نجم آخر مع كواكب عملاقة ، ونحن نعلم أن هناك العديد من النجوم التي لديها كواكب عملاقة. "
كما أشار باكستر وزملاؤه في دراستهم ، فإن الكشف عن EXOCs أمر صعب ، إلى حد كبير لنفس الأسباب لعدم وجود دليل مباشر على سحابة أورت الخاصة بالنظام الشمسي. أولاً ، ليس هناك الكثير من المواد في السحابة ، مع تقديرات تتراوح بين كتلة الأرض وعشرين ضعفًا. ثانيًا ، هذه الأشياء بعيدة جدًا عن شمسنا ، مما يعني أنها لا تعكس الكثير من الضوء أو تحتوي على انبعاثات حرارية قوية.
لهذا السبب ، أوصى باكستر وفريقه باستخدام خرائط السماء في الأطوال الموجية المليمترية والمليمترية الصغيرة للبحث عن علامات سحابة أورت حول النجوم الأخرى. مثل هذه الخرائط موجودة بالفعل ، وذلك بفضل مهام مثل بلانك التلسكوب الذي رسم خرائط الخلفية الميكروية الكونية (CMB). كما أشار باكستر:
"في ورقتنا ، نستخدم خرائط للسماء بتردد 545 جيجاهرتز و 857 جيجاهرتز تم إنشاؤها من مشاهدات القمر الصناعي بلانك. تم تصميم Planck إلى حد كبير * فقط * لتعيين CMB ؛ إن حقيقة أننا نستطيع استخدام هذا التلسكوب لدراسة سحب exo-Oort والعمليات المحتملة لتكوين الكوكب أمر مثير للدهشة! "
هذه فكرة ثورية إلى حد ما ، لأن الكشف عن EXOCs لم يكن جزءًا من الغرض المقصود من بلانك مهمة. من خلال رسم خرائط CMB ، وهو "إشعاع بقايا" خلفته الانفجار العظيم ، سعى الفلكيون لمعرفة المزيد حول كيفية تطور الكون منذ بدايات الكون - حوالي. 378000 سنة بعد الانفجار الكبير. ومع ذلك ، فإن دراستهم تعتمد على العمل السابق بقيادة ألان ستيرن (الباحث الرئيسي في آفاق جديدة مهمة).
في عام 1991 ، إلى جانب جون ستوك (من جامعة كولورادو بولدر) وبول وايسمان (من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا) ، أجرى ستيرن دراسة بعنوان "بحث IRAS عن غيوم أورت خارج الشمس". في هذه الدراسة ، اقترحوا استخدام بيانات من القمر الصناعي الفلكي بالأشعة تحت الحمراء (IRAS) لغرض البحث عن EXOCs. ومع ذلك ، في حين ركزت هذه الدراسة على أطوال موجية معينة و 17 نظامًا نجميًا ، اعتمد باكستر وفريقه على البيانات الخاصة بعشرات الآلاف من الأنظمة وعلى نطاق أوسع من الأطوال الموجية.
وتشمل المقاريب الحالية والمستقبلية الأخرى التي يعتقد باكستر وفريقه أنها يمكن أن تكون مفيدة في هذا الصدد تلسكوب القطب الجنوبي ، الموجود في محطة أموندسن سكوت القطب الجنوبي في أنتاركتيكا ؛ تلسكوب أتاكاما الكوني و مرصد سيمونز في تشيلي ؛ التلسكوب الفرعي ذو فتحة كبيرة المنقولة بالبالون (BLAST) في أنتاركتيكا ؛ تلسكوب البنك الأخضر في فيرجينيا الغربية ، وغيرها.
"علاوة على ذلك ، فإن جايا لقد أضاف القمر الصناعي مؤخرًا خرائط دقيقة للغاية لمواقع ومسافات النجوم في مجرتنا ". "هذا يجعل اختيار أهداف لعمليات البحث السحابية exo-Oort أمرًا بسيطًا نسبيًا. استخدمنا مزيج من جايا و بلانك البيانات في تحليلنا ".
لاختبار نظريتهم ، قام Baxter وهو فريق ببناء سلسلة من النماذج للانبعاث الحراري لغيوم exo-Oort. وقال "اقترحت هذه النماذج أن الكشف عن السحب الخارجية حول النجوم القريبة (أو على الأقل وضع حدود على خصائصها) أمر ممكن بالنظر إلى التلسكوبات والملاحظات الموجودة". على وجه الخصوص ، اقترحت النماذج أن البيانات من بلانك من المحتمل أن يقترب القمر الصناعي من اكتشاف سحابة exo-Oort مثل سحابة حول نجم قريب. "
بالإضافة إلى ذلك ، اكتشف باكستر وفريقه أيضًا تلميحًا لإشارة حول بعض النجوم التي اعتبروها في دراستهم - على وجه التحديد في نظامي Vega و Formalhaut. باستخدام هذه البيانات ، تمكنوا من وضع قيود على احتمال وجود EXOCs على مسافة 10000 إلى 100000 AUS من هذه النجوم ، والتي تتزامن تقريبًا مع المسافة بين شمسنا وسحابة أورت.
ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى مسوحات إضافية قبل تأكيد وجود أي من EXOCs. من المحتمل أن تشمل هذه الاستطلاعات تلسكوب جيمس ويب الفضائي، والتي من المقرر إطلاقها في عام 2021. في هذه الأثناء ، هذه الدراسة لها بعض الآثار المهمة إلى حد ما على علماء الفلك ، وليس فقط لأنها تنطوي على استخدام خرائط CMB الحالية للدراسات خارج الشمس. كما قال باكستر:
"إن مجرد اكتشاف سحابة exo-Oort سيكون أمرًا مثيرًا للاهتمام حقًا ، لأنه كما ذكرت أعلاه ، ليس لدينا أي دليل مباشر على وجود سحابة Oort الخاصة بنا. إذا حصلت على كشف عن سحابة خارجية ، يمكن من حيث المبدأ أن يوفر رؤى حول العمليات المرتبطة بتكوين الكوكب وتطور الأقراص الكوكبية الأولية. على سبيل المثال ، تخيل أننا اكتشفنا فقط سحب exo-Oort حول النجوم التي تحتوي على كواكب عملاقة. سيوفر ذلك دليلاً مقنعًا جدًا على أن تكوين سحابة أورت مرتبط بكواكب عملاقة ، كما تقترح النظريات الشائعة حول تشكيل سحابة أورت الخاصة بنا.
مع توسع معرفتنا بالكون ، أصبح العلماء مهتمين بشكل متزايد بما يشترك فيه نظامنا الشمسي مع أنظمة النجوم الأخرى. وهذا بدوره يساعدنا على معرفة المزيد عن تشكيل وتطور نظامنا. كما أنه يوفر تلميحات محتملة حول كيفية تغير الكون بمرور الوقت ، وربما حتى حيث يمكن العثور على الحياة يومًا ما.
