Виявлено спіральну структуру на межі Сонячної системи

На околицях Сонячної системи, далеко за орбітою Нептуна, де панують крижані уламки та слабкий вплив Сонця, науковці виявили дещо незвичайне. Нове дослідження, проведене командою астрономів під керівництвом Девіда Несворного з Південно-Західного дослідницького інституту (SWRI) у США, розкриває існування спіральної структури в межах внутрішньої Хмари Оорта.

Ця знахідка змінює уявлення про далекі межі нашого космічного дому та відкриває нові горизонти для розуміння його історії.

Хмара Оорта — це гіпотетична область, що оточує Сонячну систему величезною сферичною оболонкою. Вона простягається на відстань від 1 000 до 100 000 астрономічних одиниць (1 а.о. дорівнює відстані від Землі до Сонця, приблизно 150 мільйонів кілометрів).

Вважається, що саме звідси походять довгоперіодичні комети, які іноді з’являються в небі, долаючи величезні відстані. Зовнішня частина Хмари Оорта, за припущеннями вчених, зазнає впливу зір, що проходять повз, та галактичних припливів, тоді як внутрішня зона залишається більш стабільною завдяки гравітації Сонця.

Проте нові дані свідчать, що навіть у цій стабільності є свої сюрпризи.

Дослідження базується на комп’ютерних симуляціях, які охоплюють 4,6 мільярда років — весь період існування Сонячної системи. Учені врахували гравітаційний вплив Сонця, динаміку руху комет і зовнішні сили, такі як припливи Чумацького Шляху. Результати показали, що в межах внутрішньої Хмари Оорта сформувалася спіральна структура завдовжки близько 15 000 астрономічних одиниць, що еквівалентно приблизно 1,4 трильйона миль. Ця спіраль має нахил приблизно 30 градусів відносно площини Сонячної системи та зберігається донині, попри мільярди років космічної еволюції.

Виникнення такої конфігурації пов’язують із ранніми етапами формування Сонячної системи. Імовірно, крижані об’єкти, розкидані на її околицях, поступово вишикувалися в спіраль під дією галактичних сил. Хоча зірки, що проходять поблизу, іноді відривають окремі комети від їхніх орбіт, основна структура залишається стійкою. Це свідчить про те, що взаємодія Сонця з Чумацьким Шляхом має глибший і триваліший вплив, ніж вважалося раніше.

Для виявлення цього феномену дослідники переглянули попередні моделі, щоб перевірити, чи не пропустили вони подібних ознак у минулому. Виявилося, що спіраль з’являлася в симуляціях навіть за різних початкових умов, що підтверджує її стійкість і реальність. Така консистентність у результатах спонукала вчених припустити, що ця структура є не випадковим явищем, а фундаментальною рисою внутрішньої Хмари Оорта.

Практичне спостереження цієї спіралі залишається викликом. Об’єкти в цій зоні настільки далекі й тьмяні, що сучасні телескопи не можуть зафіксувати їх у деталях. Рух цих тіл відбувається надто повільно, щоб його можна було відстежити в реальному часі. Проте знахідка узгоджується з даними про комети, які час від часу прибувають із зовнішніх регіонів до внутрішньої частини Сонячної системи. Наприклад, короткоперіодичні комети можуть частково походити з зовнішньої Хмари Оорта, тоді як довгоперіодичні пов’язані з її внутрішньою зоною.

Ця спіральна структура має значення не лише для астрономії, а й для ширшого розуміння космічної еволюції. Вона натякає на те, як Сонячна система формувалася в оточенні галактики й адаптувалася до її впливу. Стабільність спіралі протягом мільярдів років свідчить про тонкий баланс між гравітацією Сонця та зовнішніми силами. Частина комет із цієї зони періодично відривається, прямуючи до нас і стаючи видимими, але основна маса об’єктів зберігає свою позицію, утримуючи цей космічний візерунок.

Наразі жоден космічний апарат не дістався до Хмари Оорта. Найвіддаленіші зонди, такі як «Вояджер-1» і «Вояджер-2», лише перетнули межу геліосфери й увійшли в міжзоряний простір, але це лише крихітна частина шляху до цієї далекої оболонки. Прямі спостереження залишаються недосяжними, але моделювання відкриває двері до нових гіпотез. Учені сподіваються, що подальші дослідження допоможуть уточнити розміри, склад і походження спіралі, а також її роль у постачанні комет до нашого неба.