Օորտի ամպը և գիսաստղերի ծագումը
Երբ մենք նայում ենք գիշերային երկնքին, գիսաստղերը հաճախ հայտնվում են որպես հետաքրքրաշարժ «հյուրեր»՝ պայծառ փայլող երկար պոչերով, որոնք դուրս են գալիս խավարից, միայն թե կրկին անհետանալու համար տասնյակ, հազարավոր կամ նույնիսկ միլիոնավոր տարիներ անց։ Սակայն մեծ հարցն այն է, թե որտեղից են գալիս գիսաստղերը։ Ժամանակակից աստղագիտության ամենակարևոր պատասխաններից մեկը Օորտի ամպն է՝ Արեգակնային համակարգի ծայրամասում գտնվող հիպոթետիկ շրջան, որը համարվում է գիսաստղերի երկարաժամկետ «պահեստ»։ Այս հոդվածը ուսումնասիրում է, թե ինչ է Օորտի ամպը, ինչպես է այն ձևավորվել և ինչու է այն այդքան կարևոր գիսաստղերի ծագումը հասկանալու համար։
Ի՞նչ է Օորտի ամպը։
Օորտի ամպը սառույց, փոշի և ապարներ պարունակող փոքր մարմինների հավաքածու է, որը, ենթադրաբար, պտտվում է Արեգակնային համակարգի շուրջ՝ Արեգակից մեծ հեռավորության վրա։ Այս շրջանը երբեք ուղղակիորեն չի դիտվել աստղադիտակով, բայց դրա գոյությունը ենթադրվում է մեր կողմից դիտարկվող գիսաստղերի ուղեծրային օրինաչափություններից։
Ընդհանուր առմամբ, ենթադրվում է, որ Օորտի ամպը ունի Արեգակնային համակարգը շրջապատող հսկա գնդի (կամ գնդաձև «ծրարի») ձև ։ Դրա հեռավորությունը անսովոր է. դրա ներքին մասը կարող է սկսվել Արեգակից մոտ 2.000 աստղագիտական միավոր (ԱՄ) հեռավորության վրա, մինչդեռ արտաքին սահմանները կարող են ձգվել մինչև 50.000–100.000 ԱՄ։ Համեմատության համար, 1 ԱՄ-ն Երկրից մինչև Արեգակ միջին հեռավորությունն է։ Սա նշանակում է, որ Օորտի ամպի ամենահեռավոր մասերը կարող են մոտ լինել Արեգակի գրավիտացիոն ազդեցության շեմին և փոխազդել միջաստղային միջավայրի հետ։
Ինչո՞ւ է այն կոչվում «Օորտ»։
Օորտի ամպը անվանակոչվել է հոլանդացի աստղագետ Յան Օորտի անունով, ով 1950 թվականին ենթադրել է, որ երկար պարբերությամբ գիսաստղերը ծագում են հեռավոր «ջրամբարից»։ Նա վերլուծել է գիսաստղերի ուղեծրերի բաշխումը և հասկացել, որ շատ գիսաստղեր գալիս են երկնքի պատահական ուղղություններից, որոնք սահմանափակված չեն էկլիպտիկ հարթությամբ (հարթություն, որի մեջ պտտվում են մոլորակները)։ Սա դժվար էր բացատրել, եթե դրանք ծագում էին միայն հարթ սկավառակից։ Հետևաբար, անհրաժեշտ էր ավելի «կլոր» աղբյուր, ինչպիսին է գնդաձև ամպը։
Գիսաստղեր՝ հյուրեր Արեգակնային համակարգի եզրից
Պարզ ասած՝ գիսաստղը փոքր մարմին է, որը կազմված է սառույցի (ջուր, ածխաթթու գազ, մեթան, ամոնիակ), փոշու և օրգանական նյութերի խառնուրդից: Երբ գիսաստղը մոտենում է Արեգակին, ջերմությունը սառույցը սուբլիմացնում է՝ առաջացնելով կոմա (գազի և փոշու թաղանթ) և պոչ: Այս երևույթն է, որը գիսաստղերին դարձնում է այդքան տպավորիչ:
Գիսաստղերը սովորաբար բաժանվում են երկու լայն կատեգորիայի՝
1. Կարճ պարբերությամբ գիսաստղեր, որոնց ուղեծրային պարբերությունները մոտ 200 տարուց պակաս են։ Դրանցից շատերը ծագում են Կոյպերի գոտուց կամ Նեպտունից այն կողմ գտնվող ցրված սկավառակի շրջանից։
2. Երկար պարբերությամբ գիսաստղեր, որոնց ուղեծրային պարբերությունները գերազանցում են 200 տարին և կարող են հասնել նույնիսկ տասնյակ հազարավոր տարիների։ Այս խումբն առավելապես կապված է Օորտի ամպի հետ։
Երկար պարբերությամբ գիսաստղերը հաճախ ունեն բարձր էլիպսաձև ուղեծրեր և կարող են գալ բոլոր ուղղություններից՝ թվացյալ «ընկնելով» Արեգակնային համակարգի ներքին մասը։ Այս օրինաչափությունը հաստատում է այն վարկածը, որ դրանց աղբյուրը մեզ հեռվից շրջապատող գնդաձև ամպն է։
Ինչպե՞ս է ձևավորվում Օորտի ամպը։
Օորտի ամպը հասկանալու համար մենք պետք է վերադառնանք Արեգակնային համակարգի վաղ շրջան՝ մոտ 4,6 միլիարդ տարի առաջ։ Արեգակը և մոլորակները ձևավորվել են գազի և փոշու սկավառակից, որը կոչվում է նախաարեգակնային միգամածություն։ Արտաքին շրջաններում ջերմաստիճանը շատ ցածր էր, ինչը թույլ էր տալիս հեշտությամբ ձևավորվել սառույցը։ Շատ փոքր, սառցե մարմիններ՝ գիսաստղերի նախորդները, ձևավորվել են հսկա մոլորակների (Յուպիտեր, Սատուրն, Ուրան և Նեպտուն) շրջանում։
Սակայն այս փոքր մարմինների ուղեծրերը միշտ չէ, որ կայուն են։ Երբ հսկա մոլորակները մեծանում և տեղափոխվում են, նրանց ձգողականությունը դառնում է շատ արդյունավետ «նետող մեքենա»։ Շատ փոքր մարմիններ մղվում են դեպի՝
– ուղեծրեր, որոնք բախվում են Արեգակի կամ մոլորակների հետ,
– ուղեծրեր, որոնք մնում են արտաքին շրջաններում (օրինակ՝ Կոյպերի գոտի),
– կամ պտտվում են այնքան հեռու, որ հայտնվում են Արեգակնային համակարգի ծայրամասում։
Ահա թե որտեղ է տիեզերական միջավայրը խաղում վճռորոշ դեր։ Հեռու նետված մարմինները ենթարկվում են անցնող աստղերի գրավիտացիոն պերտուրբացիաների և գալակտիկաների մակընթացային ձգողության ազդեցությանը։ Այս պերտուրբացիաները կարող են փոխել դրանց ուղեծրերը էլիպտիկից մեկ հարթության մեջ մինչև պատահականորեն ցրված ուղեծրեր բոլոր ուղղություններով՝ ձևավորելով գնդաձև կառուցվածք՝ Օորտի ամպը։
Ամփոփելով՝ ենթադրվում է, որ Օորթի ամպը ձևավորվել է սառույցով հարուստ մարմիններից, որոնք սկզբում գտնվել են հսկա մոլորակների շրջանի մոտ, այնուհետև դուրս են շպրտվել այդ մոլորակների ձգողականության ուժի կողմից և «կայունացել» մեծ հեռավորությունների վրա գալակտիկական միջավայրի ազդեցության տակ։
Ի՞նչն է Օորտի ամպից գիսաստղերին մոտեցնում Արեգակին։
Եթե Օորտի ամպը գիսաստղերի պահեստ է, ինչո՞ւ են դրանք «փախչում» և մտնում Արեգակնային համակարգի ներքին մաս։ Պատասխանը կայանում է փոքր, բայց հաստատուն գրավիտացիոն խանգարումների մեջ, այդ թվում՝
1. Գալակտիկական մակընթացություններ. Արեգակնային համակարգը պտտվում է Ծիր Կաթինի կենտրոնի շուրջ։ Գալակտիկայի գրավիտացիոն դաշտը կարող է Օորտի ամպի մարմիններին ձգել միայն աննշան, բայց բավականաչափ՝ դրանց ուղեծրերը փոխելու համար։
2. Անցնող աստղեր. Ժամանակ առ ժամանակ մեկ այլ աստղ է անցնում բավականին մոտ աստղագիտական առումով։ Չնայած այն դեռ շատ հեռու է, նրա ձգողականությունը կարող է «ցնցել» Օորտի ամպը։
3. Հսկայական մոլեկուլային ամպեր. Գալակտիկաների խոշոր գազային կառուցվածքները նույնպես կարող են գրավիտացիոն խանգարումներ առաջացնել, երբ Արեգակնային համակարգը անցնում է դրանց մոտով։
Այս խափանման արդյունքում որոշ մարմիններ մղվում են դեպի ուղեծրեր, որոնք ստիպում են դրանք ընկնել ներքին շրջան՝ դառնալով երկար պարբերությամբ գիսաստղեր, որոնք մենք կարող ենք դիտարկել։ Շատերը ամբողջությամբ մղվում են դեպի դուրս և դառնում միջաստղային մարմիններ։
Օորտի ամպի գոյության անուղղակի ապացույցներ
Իր հսկայական հեռավորության և իր օբյեկտների փոքր, թույլ բնույթի պատճառով Օորտի ամպը դժվար է անմիջականորեն դիտարկել։ Այնուամենայնիվ, դրա գոյությունը հաստատող մի քանի հստակ ապացույցներ կան.
– Երկար պարբերությամբ գիսաստղերի ժամանման ուղղությունը պատահական է և չի սահմանափակվում մեկ հարթությամբ։
– Գիսաստղերի ուղեծրային էներգիայի բաշխումը ցույց է տալիս հեռավոր աղբյուրային պոպուլյացիայի առկայությունը։
- Մոդել Արեգակնային համակարգի ձևավորումը հսկա մոլորակների ներգրավումը բնականաբար առաջացնում է օբյեկտների պոպուլյացիա, որոնք նետվում են ծայրահեղ հեռավորությունների։
Այնուամենայնիվ, մանրամասները դեռևս քննարկվում են՝ որքա՞ն է Օորտի ամպի ընդհանուր զանգվածը, ինչպիսի՞ն են դրա ներքին և արտաքին կառուցվածքները, և որքան հաճախ են գիսաստղեր ուղարկվում ներքին Արեգակնային համակարգ։
Օորտի ամպի կապը ջրի և կյանքի ծագման հետ
Գիսաստղերը հաճախ համարվում են վաղ Արեգակնային համակարգի «ժամանակի պարկուճներ»։ Դրանց նյութերը համեմատաբար քիչ են փոփոխվել, ինչը թույլ է տալիս պահպանել հին քիմիական տեղեկատվությունը։ Առաջ է քաշվել վարկած, որ գիսաստղերը կարող են նպաստել Երկրի ջրի և օրգանական մոլեկուլների որոշ մասին։ Այնուամենայնիվ, որոշ գիսաստղերի ջրածնի իզոտոպների (դեյտերիումի և ջրածնի հարաբերակցությունը) չափումները ցույց են տալիս, որ ոչ բոլոր գիսաստղերն են համատեղելի Երկրի օվկիանոսային ջրերի հետ։ Սա նշանակում է, որ գիսաստղերի ներդրումը Երկրի ջրային պաշարներում դեռևս քննարկվում է, և ջրով հարուստ աստերոիդները նույնպես կարող են զգալի դեր խաղացած լինել։ Այնուամենայնիվ, գիսաստղերը, այդ թվում՝ Օորտի ամպից ստացվածները, կարևոր են մնում երիտասարդ Արեգակնային համակարգում ցնդող և օրգանական նյութերի բաշխումը հասկանալու համար։
Օորտի ամպի հետազոտությունների ապագան
Երկնային հետազոտության աստղադիտակների, ինչպիսին է Վերա Ս. Ռուբինի աստղադիտարանը (LSST), առաջընթացը կբարելավի նոր գիսաստղեր հայտնաբերելու և դրանց ուղեծրային վիճակագրությունը քարտեզագրելու մեր կարողությունը: Որքան շատ երկար պարբերությամբ գիսաստղեր հայտնաբերվեն, այնքան ավելի լավ կարող ենք ստուգել Օորտի ամպի մոդելները՝ որքան խիտ է այն, ինչպես են բաշխված նրա ուղեծրերը և որքան կարևոր դեր են խաղում գալակտիկական պերտուրբացիաները և աստղային հետագծերը:
Ապագայում հնարավոր է նաև հայտնաբերել ծայրահեղ տրանսնեպտունյան մարմիններ, որոնց ուղեծրերը ենթադրում են ներքին Օորտի ամպի ազդեցությունը: Չնայած դեռևս հեռու է տիեզերանավի կողմից այցելելուց, Օորտի ամպը մնում է Արեգակնային համակարգի ուսումնասիրության ամենահետաքրքիր սահմաններից մեկը՝ մի տարածաշրջան, որը կամուրջ է կազմում մոլորակային աշխարհի և միջաստղային տարածության միջև:
Penutup
Օորտի ամպը հիմնական հասկացություն է, որը մեզ օգնում է բացատրել երկար պարբերությամբ գիսաստղերի ծագումը, որոնք ծագում են շատ հեռավոր մոլորակներից և հետևում են պատահական, բարձր էլիպտիկ ուղեծրերի: Չնայած դեռևս ուղղակիորեն չեն դիտարկվել, գիսաստղային ուղեծրային դինամիկայի և Արեգակնային համակարգի ձևավորման մոդելների ապացույցները հաստատում են դրա գոյությունը որպես նախնադարյան սառույցի ջրամբար Արեգակի ազդեցության եզրին: Օորտի ամպը հասկանալը նշանակում է հասկանալ Արեգակնային համակարգի պատմությունը, այն ձևավորած գրավիտացիոն մեխանիզմները և գիսաստղերի ներուժը՝ քիմիական հուշումներ պահելու վաղ մոլորակների, այդ թվում՝ Երկրի մասին:
Եթե ցանկանում եք, կարող եմ այս հոդվածը հարմարեցնել ուսանողների համար ավելի տարածված ոճին կամ ավելի ակադեմիական ոճին՝ հղումներով և ընթերցանության աղբյուրներով։
