Oortovo mračno: Místo na hranici Sluneční soustavy, kde se rodí komety (2.)

V předchozí části jsme zmínili, že dlouhoperiodické komety přilétají právě z Oortova oblaku. Musíme však dodat, že uvnitř Sluneční soustavy existují ještě další oblasti, které tvoří zásobárnu vlasatic. Tradičně se za ně považuje Kuiperův pás, jenž začíná přibližně za drahou planety Neptun, a tzv. rozptýlený disk, který dosahuje zhruba do vzdálenosti 100 AU od Slunce. Zejména rozptýlený disk představuje dynamicky aktivní oblast, a proto by z něj měly pocházet komety krátkoperiodické, tedy ty, které kolem Slunce oběhnou za méně než 200 let. 

Kromě krátkoperiodických vlasatic však může být rozptýlený disk i podstatným zdrojem materiálu pro Oortův oblak, jak naznačují modely J. A. Férnandeze z Oak Ridge National Laboratory: Podle nich totiž asi polovina objektů, které rozptýlený disk opustí, míří do Oortova mračna. Čtvrtina se ocitne na dráze směrem do nitra Sluneční soustavy a zbytek je vyvržen na dráhy hyperbolické. Až třetina celkového materiálu rozptýleného disku by měla během 2,5 miliardy let skončit v Oortově oblaku.

Mezi krátkoperiodickými tělesy obvykle rozlišujeme komety Jupiterovy rodiny, s velkou poloosou dráhy kratší než 5 AU, a komety typu Halley, nazvané podle jedné z jejich slavných kolegyň. Ačkoliv zmíněné vlasatice patří mezi krátkoperiodické, všeobecně se akceptuje, že pocházejí právě z Oortova oblaku. Vysvětlení zdánlivého protikladu spočívá v tom, že původní dlouhoperiodické komety podléhaly v průběhu historie gravitačnímu vlivu velkých planet, načež byly zachyceny ve vnitřních oblastech Sluneční soustavy. I z uvedeného příkladu jasně vyplývá, jak je materiál v našem solárním systému promíchaný, přičemž některá tělesa mohou postupně patřit k různým populacím objektů.

Původ mračna

Některé způsoby obnovování zásob kometárních jader v Oortově oblaku už tedy známe. Dosud jsme si ale neobjasnili, jak mračno vůbec vzniklo. Obecně se předpokládá, že jde o pozůstatek protoplanetárního disku, který obklopoval Slunce v době před 4,6 miliardy let. Je zřejmé, že se původně nacházel mnohem blíže k naší hvězdě než dnes. Jeho objekty se vytvořily podobně jako planety a asteroidy, ovšem gravitační působení velkých plynných planet je postupně vymrštilo na velmi protáhlé eliptické, či dokonce parabolické dráhy. Ve velkých vzdálenostech od Slunce působil naopak na zmíněná tělesa větší gravitační vliv okolních hvězd a také galaktické slapy, načež se jejich dráhy upravily – postupně se staly více kruhovými. Takové dráhy pak v Oortově oblaku předpokládáme i dnes, přičemž tomu odpovídá rovněž sférický tvar jeho vnější části. 

Některé nedávné studie ukazují, že je tento scénář formování Oortova mračna v souladu s hypotézou, podle níž Slunce vzniklo jako člen hvězdokupy čítající 200 až 400 hvězd. Uvedené stálice pak sehrály důležitou roli při tvarování Oortova oblaku, jelikož se tak mohla blízká hvězdná setkání odehrávat mnohem častěji než dnes.

Galaktické slapy

Vysvětlili jsme si některé mechanismy, v jejichž důsledku se v Oortově oblaku „uskladňovaly“ komety, případně jej doplňovala nová tělesa. Jak ale dostaneme vlasatici, která v klidu vegetuje miliony či miliardy let na téměř kruhové dráze v Oortově mračnu, do vnitřních oblastí Sluneční soustavy, aby tam mohla předvést své divadelní představení?

Vědci se domnívají, že většina komet se na dráhy blízké Slunci dostává vlivem slapového působení Mléčné dráhy. Podobně jako představuje slapové působení Měsíce příčinu střídání přílivu a odlivu na Zemi, ovlivňují i slapové síly naší Galaxie dráhy těles Oortova oblaku. Tento vliv si lze představit jako „natahování“ sférického mračna ve směru galaktického středu a naopak jeho zplošťování ve směru kolmém. Tyto síly tedy na jednu stranu přispěly k uhlazení výstředných drah zmíněných těles, ale na stranu druhou je také z jejich stabilních drah vypuzují. V blízkosti Slunce jsou galaktické slapy zcela zanedbatelné, protože tam dominuje gravitace centrální hvězdy. S rostoucí vzdáleností ovšem její vliv klesá a ve vzdálenostech mezi 100 000 a 200 000 AU začínají hrát galaktické slapy prim. Uvedené hodnoty pak odpovídají právě vnější hranici Oortova oblaku.

Statistické modely rozložení drah dlouhoperiodických komet ukázaly, že galaktické slapové působení plní při přesunu vlasatic z Oortova mračna do nitra Sluneční soustavy zásadní úlohu. Čísla naznačují, že zodpovídá až za 90 % všech komet, které se odtam vydaly na cestu k nám.

Blízká hvězdná setkání

Nesmíme však zapomínat ani na setkání s blízkými hvězdami, případně na gravitační působení obřích molekulárních oblaků. Slunce se kolem středu Galaxie pohybuje zhruba ve vzdálenosti 27 tisíc světelných let, přičemž každý oběh trvá 225–250 milionů let. Naše hvězda se při tom čas od času dostane do blízkosti některého ze svých sousedů a její gravitační pole následně naruší i stabilitu drah ve vnějším Oortově mračnu.

Aktuálně představuje nejžhavějšího kandidáta na blízké setkání hvězda Gliese 710, která se bude za 1,36 milionu let nacházet pouhý jeden světelný rok od Slunce. Podle studie V. V. Bobyleva z ruské observatoře Pulkovo, publikované v roce 2010, má Gliese 710 dokonce 86% šanci, že Oortovým oblakem projde. Takové blízké setkání by pak zřejmě vyústilo ve zvýšený výskyt komet v nitru Sluneční soustavy. 

Krátký seznam

Pomineme-li dlouhoperiodické komety, je seznam možných kandidátů na příslušníky Oortova oblaku velmi krátký – zahrnuje pouze pět objektů. Důvod je zřejmý: obrovské vzdálenosti a obtížná pozorování menších těles. Asi nejznámější z nich je Sedna, a to díky své velikosti i velmi protáhlé dráze. Ačkoliv se oficiálně klasifikuje jako objekt rozptýleného disku, nedostane se nikdy dostatečně blízko k Neptunu, a proto ji někteří astronomové považují za součást vnitřní části Oortova mračna. 

Vzhledem k tomu, že se v současné době neplánuje žádná kosmická výprava do odlehlých končin Sluneční soustavy, nezbývá astronomům než se i nadále snažit objevit nějaké další těleso z Oortova oblaku pozorováním ze Země či její oběžné dráhy. Anebo doufat, že nás brzy opět navštíví nějaká nová kometa, která přiletí přímo z mračna. Nejspíš už je na cestě.