Překvapení: vnitřní část Oortova oblaku má tvar spirály

Představte si obří ledový oblak daleko za oběžnými drahami planet – tolik vzdálený, že světlo Slunce sem dopadá slaběji než měsíční svit na Zemi. Tomuto obřímu prostoru říkáme Oortův oblak – rezervoár miliard kometárních jader a pozůstatků po vzniku Sluneční soustavy. Nový výzkum ale ukazuje, že jeho vnitřní část, tzv. Hillsův oblak, není jen beztvarý shluk, ale tvoří elegantní dvouramennou spirálu.

Galaktický příliv jako neviditelný architekt

Tuto spirálu nevytvořily planety ani hvězdy – vznikla působením slapových sil Galaxie. Slunce, stejně jako celá Sluneční soustava, obíhá střed Mléčné dráhy a nachází se v jejím gravitačním poli. Toto pole působí na vzdálené objekty v Oortově oblaku různou silou, čímž pomalu, ale neustále mění jejich dráhy. Když těleso obíhá Slunce ve vzdálenosti tisíců astronomických jednotek (AU), i slabé síly z Galaxie mohou mít dramatický vliv.

Výsledkem je pozoruhodný efekt: když tělesa opustí oblast planet a jsou vystřelena do vzdálenějších drah (1 000 až 10 000 AU), galaktické síly s nimi začnou „kroutit“ – mění jejich sklony a orientaci. To postupně vytváří dvě zakroucená spirálová ramena, podobná těm ve spirálních galaxiích – jen mnohem jemnější.

Důkaz místo slibů – simulace na superpočítači

Tato struktura byla odhalena díky simulaci, kterou vedl český astrofyzik David Nesvorný (působící v USA) a jeho mezinárodní tým. Na základě gravitačního modelu na superpočítači NASA sledovali vývoj drah tisíců těles po dobu 4,6 miliardy let. Výsledky byly překvapivé – spirála není jen dočasný jev, ale stabilní struktura, která přežívá miliardy let.

Simulace ukázaly, že:

• spirála má délku cca 15 000 AU,

• je mírně nakloněná vůči rovině oběhu planet (o ~30°),

• vzniká bez ohledu na hvězdné průlety – jde o důsledek samotného galaktického slapového pole.

Pozorovat ji je (zatím) nemožné

Ačkoliv výpočty jasně ukazují existenci spirály, přímé pozorování je extrémně obtížné. Tělesa jsou velmi daleko, malá a tmavá. Ojedinělým úlovkem byl například objekt 541132 Leleākūhonua, který má extrémní dráhu (a ≈ 1000 AU), ale ani ten zřejmě do spirály úplně nezapadá. Budoucí teleskopy by mohly hledat další podobná tělesa a sledovat jejich rozmístění po obloze.

Další možností je hledat tepelný podpis spirály – prachová zrna v Oortově oblaku by mohla slabě vyzařovat infračervené záření v pásmu 300–400 mikrometrů. Problém je, že tento signál je extrémně slabý a zcela přehlušen zodiakálním světlem (sluneční prachová mlha) a reliktním zářením vesmíru z Velkého třesku.

Spirála i v jiných planetárních soustavách?

Zajímavým vedlejším závěrem je, že spirály tohoto typu mohou vznikat i kolem jiných hvězd – tzv. exo-Oortovy oblaky. Pokud by se někdy podařilo pozorovat spirálu kolem jiné hvězdy, byl by to jasný důkaz existence rozsáhlého planetárního systému s dynamikou podobnou té naší.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Článek pro The Astrophysical Journal k dispozici na arXiv.org