Η Ζώνη του Κάιπερ και το Νέφος του Όορτ [Στα όρια Ηλιακού Συστήματος και Διαστήματος]

Εικόνα 1: Ο ΚΟΜΗΤΗΣ ΧΕΪΛ ΜΠΟΜΠ

Η Ζώνη του Κάιπερ και το Νέφος του Όορτ

[Στα όρια Ηλιακού Συστήματος και Διαστήματος]

Του Κωνσταντίνου Αθ. Οικονόμου δασκάλου – συγγραφέα

Α΄ Η ΖΩΝΗ ΤΟΥ KUIPER είναι μεγάλο σύνολο μικρών σωμάτων στην περιοχή του εξωτερικού Ηλιακού Συστήματος. Είναι ένας δίσκος στο επίπεδο της κίνησης των πλανητών και σε απόσταση μέχρι 50 περίπου αστρονομικές μονάδες [AU] από τον Ήλιο. Στη Ζώνη συναντώνται δύο ειδών αντικείμενα: μικρά σώματα, παρόμοια με τον πλανήτη Πλούτωνα, σε αργή τροχιά γύρω από τον Ήλιο, και πυρήνες κομητών. Θεωρείται και ως μία δεύτερη ζώνη αστεροειδών, εκτός της “κύριας ζώνης”. Αυτοί οι αστεροειδείς και κομητικοί πυρήνες, αλλά και το Νέφος του Όορτ, είναι γνωστοί ως Μεταποσειδώνεια αντικείμενα [TransNeptunian Objects ή TNOs].

Με βάση την τροχιά τους, τα αντικείμενα της ζώνης του Κάιπερ χωρίζονται σε 2 κύριες κατηγορίες. Αν η τροχιά τους δεν επηρεάζεται από τον Ποσειδώνα, τότε λέμε πως αποτελούν “κλασικά αντικείμενα της Ζώνης Κάιπερ” [≪Classical KBOs≫ ή ≪cubewanos≫]. Παράδειγμα τέτοιου αντικειμένου αποτελεί ο Μακεμάκε. Αντίθετα, αν παρουσιάζουν τροχιακό συντονισμό με τον Ποσειδώνα τότε αναφέρονται με τον όρο ≪Resonant KBOs≫. Η βασική υποψία για την ύπαρξη μιας τέτοιας ζώνης γύρω από το Ηλιακό Σύστημα, ήταν οι τροχιές των κομητών με μικρές περιόδους, που έδειχναν ότι πρέπει να προέρχονται από μια τέτοια περιοχή. Η ύπαρξή της προτάθηκε το 1951 από τον αστρονόμο Γκέραρντ Κάιπερ [Gerard P. Kuiper] και επιβεβαιώθηκε με παρατήρηση το 1992, με τον εντοπισμό του σώματος 1992 QB1. Από τότε έχουν αναγνωριστεί εκατοντάδες σώματα στη ζώνη, μερικά από τα οποία φτάνουν σε διάμετρο τα χίλια χλμ. Πρόκειται για παγωμένους κόσμους με κόκκινο χρώμα [λόγω της διάσπασης των υλικών της επιφάνειάς τους από την ακτινοβολία] και τροχιές που έχουν περίοδο περιφοράς [έτος] εκατοντάδες έως χιλιάδες (γήινα) χρόνια. Μερικές φορές η βαρύτική έλξη των μεγάλων πλανητών αποσπά ένα σώμα από τη ζώνη προς το εσωτερικό του Ηλιακού Συστήματος. Αυτά τα αντικείμενα λέγοντα Κένταυροι.

Πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι ο δορυφόρος του Κρόνου, Φοίβη, είναι πιθανότατα ένα τέτοιο σώμα. Η Ζώνη του Kuiper θα εξερευνηθεί πρώτη φορά γύρω στο 2015, όταν η αμερικανική διαστημική συσκευή ≪Νέοι Ορίζοντες≫, αφού μελετήσει τον Πλούτωνα και το Χάροντα, θα προσεγγίσει σώματα της ζώνης.

Β΄ ΤΟ ΝΕΦΟΣ ΤΟΥ ΟΟΡΤ είναι μια υποθετική σφαιρική περιοχή του  εξωτερικού ηλιακού συστήματος. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 50.000 ΑU από τον Ήλιο, χίλιες φορές πιο μακρυά από τον Πλούτωνα(!), ή περίπου ένα έτος φωτός [για το οποιο έτος θα μιλήσουμε πιο κάτω]. Η απόσταση αυτή τοποθετεί το Νέφος του Όορτ περίπου στο ένα τέταρτο της απόστασης από το κοντινότερο στον Ήλιο άστρο (Εγγύτατος Κενταύρου). Τα αντικείμενα του Νέφους του Όορτ αποτελούνται κυρίως από πάγους νερού, αμμωνίας, μεθανίου, κ.ά. Το Νέφος του Όορτ θεωρείται πηγή πολλών κομητών που εισέρχονται στο Ηλιακό σύστημα. Η σύλληψη της ιδέας για την πηγή των κομητών ανήκει στον Εσθονό αστρονόμο Ernst Julius Opik (Έπικ), που υποστήριξε ότι οι κομήτες προέρχονται από ένα νέφος στις εξωτερικές περιοχές του Ηλιακού Συστήματος [1932]. Την άποψη αυτή συμμερίστηκε το 1950 ο Ολλανδός αστρονόμος Jan Hendrick Oort, στηριζόμενος στην απλή, λογική ιδέα: εφόσον όλοι οι κομήτες κάποια στιγμή καταστρέφονται μέσα στο Ηλιακό Σύστημα, λόγω της ηλιακής ή πλανητικής βαρύτητας, δεν θα έπρεπε μετά από πέντε δισεκατομμύρια χρόνι ύπαρξης του Ηλιακού Συστήματος να παρατηρούνται πια κομήτες. Άρα πρέπει να υπάρχει μια πηγή πυρήνων κομητών που “στέλνει” συνεχώς κομήτες στο εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα. Αν ληφθούν υπόψη και οι τροχιές των κομητών μεγάλης περιόδου, η πηγή αυτή πρέπει να απέχει κάπου 50.000 AU από τον Ήλιο και να περιέχει εκατομμύρια πυρήνων. Τα αντικείμενα του Νέφους του Oort θεωρούνται ότι δημιουργήθηκαν μαζί με τα υπόλοιπα σώματα του ηλιακού μας συστήματος, πριν από περίπου 4.6 δισεκατομμύρια χρόνια. Η βαρυτική τους αλληλεπίδραση όμως κυρίως με τους μεγάλους πλανήτες άλλαξε τις τροχιές τους και τα “έδιωξε” έξω από το ηλιακό σύστημα θέτοντάς τα σε ελλειπτικές ή παραβολικές τροχιές. Αλληλεπιδράσεις με τα βαρυτικά πεδία άλλων αστέρων έδωσαν στο Νέφος του Oort τη σφαιρική κατανομή του. Τον Ιούνιο του 2010, ο Harold Levison πίστεψε, βασιζόμενος σε προσομοιώσεις, ότι ο Ήλιος "παρέσυρε κομήτες από άλλα αστέρια κατά τη γέννησή του" και ότι, συνεπώς, "σημαντικό ποσοστό των κομητών του Νέφους του Όορτ, [έως 90%], προέρχεται από άλλα αστέρια".

ΤΟ ΕΤΟΣ ΦΩΤΟΣ είναι μονάδα μέτρησης απόστασης (μήκους, όχι χρόνου). Ορίζεται ως η απόσταση που θα ταξιδέψει το φως, κινούμενο στο κενό, σε ένα έτος (365,25 ημ.). Το σύμβολό του είναι το ly (από το αγγλικό light year).Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, επομένως το έτος φωτός ισοδυναμεί με 9.460.730.472.580,8 κm ή περίπου εννιάμισι τρισεκατομμύρια χλμ. Το έτος φωτός χρησιμοποιείται για τη μέτρηση αποστάσεων μεταξύ άστρων, ενώ για μεγαλύτερες αποστάσεις χρησιμοποιείται το παρσέκ. Μικρότερες υποδιαιρέσεις είναι οι ημέρες φωτός, ώρες φωτός, λεπτά φωτός και δευτερόλεπτα φωτός, που είναι η απόσταση που θα ταξιδέψει το φως σε μια μέρα, ώρα, λεπτό ή δευτερόλεπτο, αντίστοιχα. Οι υποδιαιρέσεις αυτές χρησιμοποιούνται μερικές φορές προκειμένου να περιγράψουν μικρότερες αποστάσεις. Δηλαδή: Ημέρα φωτός: 25.902.068.371.200 μέτρα (26 δισ. χλμ.), Ώρα φωτός: 1.079.252.848.800 μέτρα (1 δισ. χλμ.), Λεπτό φωτός: 17.987.547.480 μέτρα (18 εκατομ. χλμ.), Δευτερόλεπτο φωτός: 299.792.458 μέτρα (300 χλμ.). Ένα έτος φωτός ισοδυναμεί με 63.241 Αστρονομικές μονάδες (AU) ή 0,30675 Παρσέκ. Ας δούμε, ενδεικτικά μερικές αποστάσεις σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός: Το φως χρειάζεται 8,3 λεπτά να φτάσει από τον Ήλιο στη Γη.

Όταν λέμε, δηλαδή, ότι ο ήλιος ανέτειλε στις 6.00 π.μ., αυτό στην πραγματικότητα σημαίνει ότι στις έξι το πρωί, εμείς, από τη Γη, βλέπουμε την ανατολή του. Στην πραγματικότητα ο ήλιος έχει ανατείλει στις 5.52 π.μ. Η απόσταση Γης-Σελήνης είναι ένα δευτερόλεπτο και 25 εκατοστά φωτός. Ο Βόγιατζερ1, το Σεπτέμβριο του 2004 βρισκόταν 13 ώρες φωτός μακριά από τη Γη (περίπου ενάμισι χιλιοστό του έτους φωτός) και χρειάστηκε 27 χρόνια για να διανύσει αυτή την απόσταση! Το κοντινότερο σε μας αστέρι, ο Εγγύτατος Κενταύρου, βρίσκεται σε απόσταση 4,22 ετών φωτός. Το κέντρο του Γαλαξία μας απέχει περίπου 28.000 έτη φωτός (!), ενώ η διάμετρός του είναι περί τα 100.000 έτη φωτός! Ο κοντινότερος σε μας γαλαξίας, η Ανδρομέδα, απέχει από τον δικό μας περίπου 2,5 εκατομμύρια έτη φωτός!

Η διάμετρος του Σύμπαντος που μπορεί να παρατηρηθεί με τα πιο προηγμένα ραδιοτηλεσκόπια, επίγεια ή μη, είναι περίπου 46 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Το φως όμως από τους πιο μακρινούς γαλαξίες που μπορούμε να παρατηρήσουμε έφυγε από εκεί πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια!! Οι δυο αριθμοί διαφέρουν γιατί σε αυτά τα 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια η απόσταση ανάμεσα σε μας και τους γαλαξίες αυτούς μεγάλωσε λόγω της διαστολής του Σύμπαντος. Ακόμη εικόνες άστρων που φθάνουν σε μας, μπορεί να αναφέρονται σε άστρα που έχουν τώρα αλλάξει μορφή ή έχουν καταστραφεί!!

Βιβλιογραφία: Jan Oort (1950). "The structure of the cloud of comets surrounding the Solar System and a hypothesis concerning its origin". B.A.I. Netherlands, 11: 91–110.