Per decenni, gli scienziati hanno teorizzato che oltre il limite del Sistema Solare, a una distanza di fino a 50.000 UA (0,79 ly) dal Sole, vi è un'enorme nuvola di planetesimi ghiacciati noti come Oort Cloud. Chiamata in onore dell'astronomo olandese Jan Oort, si ritiene che questa nuvola sia l'origine delle comete a lungo termine. Tuttavia, ad oggi, non è stata fornita alcuna prova diretta per confermare l'esistenza di Oort Cloud.
Ciò è dovuto al fatto che la Oort Cloud è molto difficile da osservare, essendo piuttosto lontana dal Sole e dispersa su una regione molto ampia di spazio. Tuttavia, in un recente studio, un team di astrofisici dell'Università della Pennsylvania ha proposto un'idea radicale. Utilizzo delle mappe del Cosmic Microwave Background (CMB) creato da Planck missione e altri telescopi, credono che possano essere rilevate Nuvole di Oort attorno ad altre stelle.
Lo studio - "Probing Oort nuvole attorno alla Via Lattea recita con sondaggi CMB", che è apparso di recente online - è stato condotto da Eric J Baxter, ricercatore post dottorato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università della Pennsylvania. A lui si sono uniti i professori della Pennsylvania Cullen H. Blake e Bhuvnesh Jain (mentore principale di Baxter).
Ricapitolando, la Oort Cloud è un'ipotetica regione dello spazio che si ritiene possa estendersi da 2.000 a 5.000 UA (0,03 e 0,08 ly) fino a 50.000 UA (0,79 ly) dal Sole - anche se alcune stime indicano che potrebbe raggiungere fino a 100.000 a 200.000 UA (1,58 e 3,16 ly). Come la Cintura di Kuiper e il Disco sparso, la Nuvola di Oort è un serbatoio di oggetti transnettuniani, anche se è oltre mille volte più distante dal nostro Sole rispetto a questi altri due.
Si ritiene che questa nuvola abbia avuto origine da una popolazione di piccoli corpi ghiacciati entro 50 UA del Sole che erano presenti quando il Sistema Solare era ancora giovane. Nel tempo, si teorizza che le perturbazioni orbitali causate dai pianeti giganti abbiano causato quegli oggetti che avevano orbite altamente stabili per formare la Cintura di Kuiper lungo il piano dell'eclittica, mentre quelli che avevano orbite più eccentriche e distanti formavano la Nuvola di Oort.
Secondo Baxter e i suoi colleghi, poiché l'esistenza dell'Oort Cloud ha avuto un ruolo importante nella formazione del Sistema Solare, è quindi logico supporre che altri sistemi stellari abbiano le loro Oort Cloud - che chiamano exo-Oort Nuvole (EXOC). Come ha spiegato il dott. Baxter a Space Magazine via e-mail:
“Uno dei meccanismi proposti per la formazione della nuvola di Oort attorno al nostro sole è che alcuni degli oggetti nel disco protoplanetario del nostro sistema solare sono stati espulsi in orbite ellittiche molto grandi da interazioni con i pianeti giganti. Le orbite di questi oggetti sono state quindi influenzate dalle stelle vicine e dalle maree galattiche, causandole la partenza dalle orbite limitate al piano del sistema solare e la formazione della nuvola di Oort ora sferica. Potresti immaginare che un processo simile potrebbe verificarsi attorno a un'altra stella con pianeti giganti e sappiamo che ci sono molte stelle là fuori che hanno pianeti giganti. "
Come indicato da Baxter e dai suoi colleghi nel loro studio, individuare gli EXOC è difficile, in gran parte per le stesse ragioni per cui non ci sono prove dirette per la propria Oort Cloud del sistema solare. Per uno, non c'è molto materiale nella nuvola, con stime che vanno da poche a venti volte la massa della Terra. In secondo luogo, questi oggetti sono molto lontani dal nostro Sole, il che significa che non riflettono molta luce o hanno forti emissioni termiche.
Per questo motivo, Baxter e il suo team hanno raccomandato di usare le mappe del cielo alle lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche per cercare segni di nuvole di oriente attorno ad altre stelle. Tali mappe esistono già, grazie a missioni come la Planck telescopio che ha mappato il Cosmic Microwave Background (CMB). Come indicato da Baxter:
“Nel nostro documento, utilizziamo mappe del cielo a 545 GHz e 857 GHz generate dalle osservazioni del satellite Planck. Planck è stato praticamente progettato * solo * per mappare il CMB; il fatto che possiamo usare questo telescopio per studiare le nuvole exo-Oort e potenzialmente i processi collegati alla formazione del pianeta è piuttosto sorprendente! ”
Questa è un'idea piuttosto rivoluzionaria, poiché il rilevamento di EXOC non faceva parte dello scopo previsto di Planck missione. Mappando il CMB, che è la "radiazione reliquia" rimasta dal Big Bang, gli astronomi hanno cercato di saperne di più su come l'Universo si è evoluto dal primo Universo - circa. 378.000 anni dopo il Big Bang. Tuttavia, il loro studio si basa su precedenti lavori condotti da Alan Stern (il principale investigatore del Nuovi orizzonti missione).
Nel 1991, insieme a John Stocke (dell'Università del Colorado, Boulder) e Paul Weissmann (del Jet Propulsion Laboratory della NASA), Stern ha condotto uno studio dal titolo "Una ricerca IRAS per nuvole di Oort extra-solari". In questo studio, hanno suggerito di utilizzare i dati dell'Infrared Astronomical Satellite (IRAS) ai fini della ricerca di EXOC. Tuttavia, mentre questo studio si concentrava su determinate lunghezze d'onda e sistemi a 17 stelle, Baxter e il suo team si sono basati su dati per decine di migliaia di sistemi e su una gamma più ampia di lunghezze d'onda.
Altri telescopi attuali e futuri che Baxter e il suo team ritengono possano essere utili a questo proposito includono il telescopio del Polo Sud, situato presso la stazione del polo sud di Amundsen – Scott in Antartide; il telescopio cosmologico Atacama e l'Osservatorio Simons in Cile; il telescopio submillimetrico a grande apertura a palloncino (BLAST) in Antartide; il Green Bank Telescope nella Virginia occidentale e altri.
"Inoltre, il Gaia il satellite ha recentemente mappato in modo molto preciso le posizioni e le distanze delle stelle nella nostra galassia ”, ha aggiunto Baxter. “Ciò rende relativamente semplice la scelta degli obiettivi per le ricerche sul cloud exo-Oort. Abbiamo usato una combinazione di Gaia e Planck dati nella nostra analisi. "
Per testare la loro teoria, Baxter e il suo team hanno costruito una serie di modelli per l'emissione termica delle nuvole exo-Oort. "Questi modelli hanno suggerito che il rilevamento di nuvole exo-Oort attorno alle stelle vicine (o almeno ponendo limiti alle loro proprietà) era fattibile dati i telescopi e le osservazioni esistenti", ha detto. "In particolare, i modelli hanno suggerito che i dati dal Planck il satellite potrebbe potenzialmente avvicinarsi al rilevamento di una nuvola exo-Oort come la nostra attorno a una stella vicina. "
Inoltre, Baxter e il suo team hanno anche rilevato un accenno di segnale attorno ad alcune delle stelle che hanno preso in considerazione nel loro studio, in particolare nei sistemi Vega e Formalhaut. Usando questi dati, sono stati in grado di porre vincoli alla possibile esistenza di EXOC a una distanza da 10.000 a 100.000 UA da queste stelle, che coincide approssimativamente con la distanza tra il nostro Sole e l'Oort Cloud.
Tuttavia, saranno necessarie ulteriori indagini prima che possa essere confermata l'esistenza di eventuali EXOC. Questi sondaggi probabilmente coinvolgeranno il Telescopio spaziale James Webb, che dovrebbe essere lanciato nel 2021. Nel frattempo, questo studio ha alcune implicazioni piuttosto significative per gli astronomi, e non solo perché prevede l'uso di mappe CMB esistenti per studi extra-solari. Come diceva Baxter:
"Il solo rilevamento di una nuvola Exo-Oort sarebbe davvero interessante, dal momento che, come ho detto sopra, non abbiamo alcuna prova diretta dell'esistenza della nostra nuvola Oort. Se ottenessi un rilevamento di una nuvola exo-Oort, in linea di principio potrebbe fornire approfondimenti sui processi connessi alla formazione del pianeta e all'evoluzione dei dischi protoplanetari. Ad esempio, immagina di aver rilevato solo nuvole exo-Oort attorno a stelle che hanno pianeti giganti. Ciò fornirebbe prove abbastanza convincenti che la formazione di una nuvola di Oort è collegata a pianeti giganti, come suggerito dalle teorie popolari sulla formazione della nostra nuvola di Oort. "
Man mano che la nostra conoscenza dell'Universo si espande, gli scienziati diventano sempre più interessati a ciò che il nostro Sistema Solare ha in comune con altri sistemi stellari. Questo, a sua volta, ci aiuta a conoscere meglio la formazione e l'evoluzione del nostro sistema. Fornisce anche possibili suggerimenti su come l'Universo sia cambiato nel tempo e forse anche dove un giorno si sarebbe trovata la vita.
