Oortovo mračno: Místo na hranici Sluneční soustavy, kde se rodí komety (1.)

Na konci roku 2013 jsme se těšili na přílet komety ISON. Její těsné přiblížení ke Slunci slibovalo neobvyklou podívanou, která se nakonec opravdu odehrála, i když podle poněkud jiného scénáře, než jsme očekávali. Vlasatice totiž blízký průlet kolem hvězdy nepřežila a rozpadla se, přičemž z jejího jádra zbyl jen oblak prachu. 

Podobný osud potkal v minulosti i další komety. Některé se v blízkosti Slunce vypařily, jiné se vlivem jeho gravitačního působení rozpadly. Existuje dokonce skupina těchto těles, která vletěla přímo do hvězdy. Známe rovněž případy, kdy se vlasatice srazily s některou z planet či z planetárních měsíců, přičemž důkazy dnes nacházíme na jejich povrchu. Ne vždy se však jedná o nebeské drama – zejména krátkoperiodické komety ztrácejí hmotu pozvolna a vyčerpávají se. Po určité době je pak už za komety ani považovat nemůžeme, protože nevykazují žádnou aktivitu. 

Další a další 

Vlasatice tedy postupně mizejí, zanikají, vyhasínají. Přesto nacházíme stále nové, které přilétají do středu Sluneční soustavy úplně poprvé. Znamená to tedy, že musely být po dobu existence našeho solárního systému někde „uskladněny“ a teprve postupem času se vydaly směrem ke Slunci.

Astronomové se uvedenou otázkou zabývali už dávno, vysvětlení ovšem přinesly až objevy posledního století. V roce 1932 vyslovil estonský astronom Ernst Öpik hypotézu, že dlouhoperiodické komety pocházejí ze sférického oblaku, který se nachází na nejvzdálenějším okraji Sluneční soustavy. V roce 1950 stejnou myšlenku nezávisle rozvinul nizozemský astronom Jan Hendrik Oort, po němž dostalo hypotetické mračno na periferii našeho planetárního systému jméno (méně často se používá označení Öpikův-Oortův oblak).

J. H. Oort ovšem hypotézu podstatně více rozpracoval. Studoval mimo jiné rozložení drah vlasatic ve Sluneční soustavě. Komety obvykle dělíme na krátkoperiodické a dlouhoperiodické. První skupina se také označuje jako ekliptikální, protože jejich dráhy leží v blízkosti roviny ekliptiky. Od Slunce se většinou nevzdalují více než deset astronomických jednotek (AU). Oproti tomu dlouhoperiodické neboli izotropické komety mají velmi protáhlé dráhy, které je přivádějí ze vzdáleností stovek a tisíců astronomických jednotek. Navíc se na obloze objevují ze všech směrů. Oort si všiml, že afel dráhy největšího počtu dlouhoperiodických komet leží ve vzdálenostech kolem 20 000 AU od Slunce.

Struktura oblaku

Vzhledem k obrovským vzdálenostem je velmi obtížné získat o zmíněném hypotetickém útvaru jakékoliv informace. Přímá pozorování mají šanci na úspěch jen v ojedinělých, a i přesto hraničních případech (jak uvidíme později). Většina současných poznatků tak pochází ze studia drah dlouhoperiodických komet a z numerických počítačových simulací. Vnitřní okraj Oortova oblaku by se měl nacházet asi 2 000 AU od Slunce, zatímco ten vnější zhruba 50 000 AU – někteří autoři však na tomto místě uvádějí dokonce hodnoty 100 000 či 200 000 AU. Mračno se dále obvykle dělí na vnější, sférickou část a vnitřní, ve tvaru koblihy. Vnější Oortův oblak je ke Slunci vázán velmi slabě a sahá od něj zhruba do vzdálenosti 20 000–50 000 AU. Měl by představovat zdroj dlouhoperiodických komet. 

Existenci vnitřního mračna postuloval v roce 1981 americký astronom J. G. Hills, jehož jméno uvedená oblast také nese. Podle modelů by se tam mělo nacházet až stokrát více kometárních jader než ve vnějším oblaku. Mohly by se odtud tedy doplňovat vlasatice mizející z vnější části Oortova mračna, což by zajistilo jeho existenci i po miliardách let od vzniku Sluneční soustavy.

Pět Zemí

Ve vnější části Oortova oblaku by se mělo nacházet několik bilionů objektů s průměrem přesahujícím jeden kilometr. Pokud se přesuneme k větším kometárním jádrům, výpočty naznačují, že průměr miliard z nich přesahuje dvacet kilometrů. Jedná se již o úctyhodné rozměry, přičemž tak obrovská jádra měly jen některé vlasatice, které v minulosti výrazně zazářily na naší obloze. Patřila mezi ně například kometa Hale-Bopp, kterou jsme mohli v roce 1996 snadno pozorovat i bez dalekohledu; průměr jejího jádra činil asi šedesát kilometrů. 

Navzdory vysokému počtu zmíněných těles mezi nimi panují obrovské průměrné vzdálenosti dosahující milionů kilometrů. Pokud bychom jinou známou kometu – Halleyovu – pojali jako prototyp vesmírných objektů pocházejících z Oortova mračna, vyšlo by nám, že celková hmotnost materiálu v jeho vnější části odpovídá zhruba pěti hmotnostem Země.

Pokračování příští víkend