太陽系的外殼——奧爾特雲

奧爾特雲是一個假設包圍著太陽系的球體雲團,佈滿著不少不活躍的彗星,距離太陽約50000~100000個天文單位,最大半徑差不多為1光年,即太陽與比鄰星距離的四分之一。天文學家普遍認為奧爾特雲是50億年前形成太陽及其行星的星雲之殘餘物質,幷包圍著太陽系。

太陽系的外殼——奧爾特雲

1932年,愛沙尼亞天文學家恩斯特·朱利葉斯·奧皮克提出彗星是來自太陽系外層邊緣的雲團。但在1950年,荷蘭天文學家簡·亨德里克·奧爾特便指出這個推論有矛盾的地方,即一個彗星不停來回太陽系內部與外部,終會被多種因素所摧毀,其生命週期決不會如太陽系的年齡長。該雲團所受的太陽輻射較弱,非常穩定,存在數百萬顆以上的彗星核,可以不停產生新彗星,去取代被摧毀的。另外人們相信,所有奧爾特雲彗星的總質量,會是地球的5至100倍。

奧爾特雲所佔空間極大,其距離太陽最近處在2,000~5,000天文單位,最遠處在50,000天文單位(0.79光年)。最遠處距離在某些文獻中的估值為100,000~200,000天文單位。奧爾特雲可分為:一個半徑為20,000~50,000天文單位的球形外層雲團,和一個半徑為2,000~20,000天文單位的環形內層雲團。外層受太陽系內部的牽制較弱,是長週期彗星在進入海王星軌道以內之前的起源地。內層又稱希爾斯雲,以1981年提出其存在的傑克·G·希爾斯命名。理論模型預測,內層雲團所含的彗星核數量比外層多幾十甚至幾百倍。稀薄的外層會隨時間漸漸消亡,一些學者認為,內層不斷為外層補充新的彗星,是奧爾特雲在形成後數十億年仍然存在的原因。

太陽系的外殼——奧爾特雲

外層天體中,大於1公里的可能有上兆個,而絕對星等大於11的有幾十億個,各自之間相距數千萬公里之遙。奧爾特雲的總質量目前尚不確定,但如果假設外層中的彗星核均與哈雷彗星質量相仿,估計其總質量為3×10公斤,約等於地球質量的五倍。早期估計奧爾特雲的質量更高(最高有380個地球質量),但在更準確地掌握長週期彗星的大小分佈之後,估值就相應降低了。尚無對內層雲團的類似質量估值。

太陽系的外殼——奧爾特雲

根據對彗星的實質觀察推測,絕大部份的奧爾特雲天體都由諸如水冰、甲烷、乙烷、一氧化碳和氰化氫的冰組成。然而,1996 PW的外表符合D-型小行星的分類,但軌道卻屬於長週期彗星。它的發現,使一些理論學家猜想,奧爾特雲可能還含有1%到2%的小行星。分析指出,長週期彗星和木星族彗星的碳氮同位素比率差異不大,儘管兩者的起源地點截然不同。這意味著,兩類彗星都源自於原太陽星雲。對奧爾特雲彗星顆粒大小的研究,以及對屬於木星族的坦普爾1號彗星實施撞擊後的研究,都支持這一結論。


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