La nube di Oort



A cura di Franco Palerno, ricercatore di fisica della particelle presso l’Università di Boston

Un po’ di storia

Agli inizi degli anni 30 del XX secolo l’astronomo estone Ernst Öpik, teorizzò l’esistenza di una zona di spazio, esterna al sistema solare, ricca di comete e che fungeva da “serbatoio” per le comete che periodicamente visitano il sistema solare interno. Negli anni 50 l’astronomo olandese Jan Oort riportò in auge tale idea, affinandola, teorizzando che questa zona di spazio fosse di forma sferica con al centro il Sole, avrebbe contenuto miliardi di comete in condizioni di stabilità, sino a quando, a causa di una collisione fra comete o di un’interferenza di origine esterna, una di esse, viene deviata e inizia il lungo viaggio verso il Sole. Questa zona di spazio prese il nome di Nube di Oort, e sarebbe posta a distanze che (a seconda delle varie ipotesi) variano fra le 2.000 unità astronomiche e le 200.000 unità astronomiche, cioè da 300 miliardi di km (oltre 50 volte la distanza di Plutone) sino a quasi 3 anni luce di distanza dal Sole. E dato che anche le altre stelle possiederebbero tali nubi, sarebbe possibile che le nubi di Oort di sistemi vicini siano a contatto.

Le distanze delle orbite di diversi oggetti nel sistema solare, da in alto a sinistra e in senso orario: i pianeti interni, i pianeti esterni, l’orbita di Sedna e la nube di Oort. Credit:NASA

Quasi impossibile da raggiungere

Nonostante l’enorme numero di comete contenute, visto l’enorme volume della nube stessa, esse sarebbero normalmente separate da milioni di km. Inoltre la speranza di osservarle direttamente è praticamente nulla, visto che parliamo di oggetti grandi al massimo poche decine di km e posti distanze praticamente stellari.
Non è neanche fattibile l’invio di una sonda. Infatti Voyager 1, raggiungerà la distanza minima prevista per la nube di Oort (2000 UA) fra oltre 500 anni, mentre per raggiungere la distanza massima prevista (200.000 UA) occorreranno decine di migliaia di anni. Per cui la nube di Oort è una struttura teorica, che però servirebbe a spiegare alcuni fatti sulle comete. Anzitutto spiegherebbe il fatto che le comete ancora oggi esistano, infatti esse sono il residuo della formazione del sistema solare, ed essendo composte in gran parte da ghiacci, sia di acqua che di altre sostanze, ed altri elementi volatili, ogni volta che passano vicino al Sole esse perdono parte della loro massa, fino a scomparire, per cui se esistono ancora oggi, a distanza di miliardi di anni dalla loro formazione, e dopo innumerevoli passaggi vicino al Sole, significa che esiste un qualche tipo di “serbatoio”, di riserva, da cui di tanto in tanto ne fuoriescono di nuove. Inoltre il fatto che la nube di Oort abbia una forma sferica, con al centro il Sole, spiegherebbe il fatto che, a differenza dei pianeti e degli oggetti principali del sistema solare le cui orbite giacciono su un piano abbastanza ristretto, le orbite cometarie giacciono su piani molto vari, addirittura perpendicolari con il piano delle orbite dei pianeti (ovvero ad angolo retto), mi spiego meglio.

Cominciamo con il parlare del piano su cui giacciono le orbite dei pianeti e di altri oggetti del sistema solare.
Prendiamo come base il piano su cui giace l’orbita terrestre, chiamato eclittica, e vediamo l’inclinazione orbitale degli 8 pianeti (in gradi).

Mercurio 7,01
Venere 3,39
Terra 0,00
Marte 1,85
Giove 1,31
Saturno 2,49
Urano 0,77
Nettuno 1,77

Alcuni pianeti nani
Plutone 17,14
Haumea 28,20
Makemake 28,96
Eris 44,20

Alcuni Asteroidi
Cerere 10,59
Pallade 34,84
Vesta 7,13
Igea 3,83

Altri oggetti trans nettuniani
Orcus 20,58
Sedna 11,93

Alcune osservazioni:

Qualche considerazione, i corpi principali (pianeti) sono tutti compresi entro un’inclinazione inferiore ai 10 gradi, i principali corpi minori, tranne due eccezioni, sono compresi entro un’inclinazione inferiore ai 30 gradi. E comunque la grandissima maggioranza delle orbite degli oggetti del sistema solare giace in un range abbastanza ristretto, e questo piano orbitale, corrisponde grosso modo al piano di rotazione del disco proto planetario da cui il sistema solare ebbe origine. Per confronto segnalo che l’orbita della Cometa Hale-Bopp giace su un piano di 89,43 gradi rispetto all’eclittica, praticamente ad angolo retto. Accenniamo ora al “periodo delle comete, ovvero al tempo che intercorre fra due successivi passaggi delle stesse nei pressi del Sole.
Le comete possono suddividersi in base al loro periodo orbitale, infatti sono definite:
Comete di corto periodo, quelle i cui passaggi nei pressi del Sole sono inferiori ad un periodo di 200 anni. Il cui piano orbitale generalmente giace non lontano, in gradi, dall’eclittica e il cui afelio (punto orbitale più distante dal Sole) è posto nella regione compresa, più o meno, fra Giove e Nettuno.
Comete di lungo periodo, con passaggi compresi fra i 200 e migliaia di anni (a volte milioni), il cui piano orbitale può essere estremamente distante, in gradi, dall’eclittica, ad esempio il piano orbitale della la Cometa Hale-Bopp è inclinato di 89,43 gradi rispetto all’eclittica. L’afelio di queste comete è posto molto al di là delle orbite dei pianeti esterni e spesso oltre la fascia di Kuiper, per quelle con il periodo ancora maggiore, l’afelio potrebbe situarsi nella nube di Oort. Esistono anche comete da “singola apparizione” o extrasolari, le cui orbite le portano dopo una singola “visita” in prossimità del Sole ad uscire per sempre dal sistema solare. Un chiarimento, le comete, di tanto in tanto, abbandonano la nube di Oort a causa di un disturbo di qualche tipo, una collisione, un disturbo gravitazionale dallo spazio profondo, ricordate che le nubi di Oort di sistemi stellari vicini sono probabilmente a contatto, il passaggio di qualche oggetto extrasolare, o altro. Quindi la nube di Oort è una struttura che spiegherebbe alcune cose sulle comete ma, ad oggi, è solo un’ipotesi, non avendo alcuna prova effettiva della sua esistenza.

La cometa Hale-Bopp fotografata nel marzo del 1997. Credit: ESO/E. Slawik – ESO.org (v.)

Infine segnalo che alcuni utilizzano l’ipotetico pianeta Nibiru, o l’ipotetica stella compagna del sole Nemesi per spiegare il disturbo gravitazionale dell’ipotetica nube di Oort che provocherebbe l’uscita delle comete dallo stato di quiete e il loro viaggio verso il Sole. Non credendo nel modo più assoluto all’esistenza della stella Nemesi, né nell’esistenza del pianeta Nibiru, ed essendo prudente sull’esistenza (possibile) della nube di Oort, non risponderò a nessun post su questi due oggetti (Nibiru e Nemesi).

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