¿Por qué se supone que la nube de Oort es esférica?

La mayoría de las descripciones de la nube de Oort la describen como una distribución mayoritariamente esférica de planetesimales, con una concesión ocasional para un componente interno que tiene más forma de rosquilla. Esto está ligeramente en desacuerdo con el hecho de que la mayoría de las nubes protoplanetarias y sus objetos derivados (planetas, asteroides, cometas y polvo) colapsarán en un plano bastante bien definido relativamente temprano en la evolución de un sistema estelar.

¿Qué evidencia se utiliza para postular esto? ¿Viene de simulaciones numéricas del sistema solar? ¿O ayuda a explicar las inclinaciones orbitales observadas de los cometas reales?

Respuestas (3)

El último. Los cometas de período largo parecen provenir de direcciones aleatorias.

Nadie ha "visto" la nube de Oort (todavía). La nube de Oort es simplemente un concepto que puede explicar por qué los cometas de período largo parecen provenir de direcciones aleatorias.

Con los instrumentos actuales, no podemos detectar ninguno de estos cometas "en la fuente". Tampoco es posible demostrar con mediciones que a esa distancia podría haber un objeto compañero para el sol (binario de período largo, con una enana marrón compañera atravesando la nube de ort, lo que podría explicar algunas cosas sobre la masa periódica). -extinciones). Sin embargo, podemos poner algunos límites a la masa y la distancia de tal objeto, pero aún no podemos demostrar con medidas que es imposible. Esto solo para mostrar cuán pequeña es la cantidad de información que tenemos sobre estas distancias.

Lo único que sabemos acerca de los objetos que están allí es lo que vemos de los objetos que se cruzan en nuestro camino, y cuando calculamos la órbita, notamos que proviene de la misma región del sistema solar.

Editar: esta publicación muestra que la misión WISE ha podido reducirlo, mostrando que si existe una enana marrón de la masa de Júpiter en nuestro sistema solar, tiene que estar al menos a una distancia de 26,000 AU, para permanecer bajo la detección límites de WISE.

El punto no es decir si tal objeto existe o no, sino señalar que a esas distancias, solo podemos detectar cosas que son masivas, en comparación con el cometa promedio. Esto muestra que la única información que tenemos sobre la nube de Oort es información indirecta de objetos que están en órbitas atravesando la nube de Oort y lo suficientemente cerca de la Tierra para que podamos detectarlos.

Además de la respuesta de Mark, también tenemos razones para esperar una distribución esférica.

A continuación se hacen algunas suposiciones sobre cómo se formó nuestro sistema solar. Son estándar, pero no estamos completamente seguros de su corrección. Lo que uso generalmente se considera no controvertido: es cómo surgieron los planetas lo que es más problemático, pero no es necesario aquí.

Al principio de la formación del sistema solar, el gas y el polvo habrían tenido una distribución bastante uniforme y esférica. Es poco probable que la nube tenga exactamente un momento angular neto de 0, lo que significa que tendría un momento angular neto en alguna dirección.

Ahora, el gas que está lo suficientemente cerca del sol será lo suficientemente denso como para que las partículas interactúen y colisionen regularmente. Esto hace que el momento angular de las partículas se alinee en la dirección del momento angular neto original. Esto se debe a la conservación del momento angular.

Este proceso crea el disco protoplanetario dominante con el que está familiarizado, dejando una fina capa de gas y polvo de baja densidad en la misma esfera.

Las distribuciones de partículas de baja densidad serán esencialmente sin colisiones. Por lo tanto, no se alinearán en un disco, tengan o no un momento angular neto. Cada partícula orbita en cualquier plano en el que esté alineada.

Ahora a la nube de Oort...

Si se aleja lo suficiente del centro de formación de nuestro sol, el gas se vuelve menos denso. Como tal, el gas se vuelve mayormente sin colisiones, y la alineación preferencial en un disco se vuelve menos probable. Manténgase lo suficientemente cerca y surgirán suficientes interacciones e inhomogeneidades aleatorias para que se acumulen planetesimales, cada uno alineado esencialmente independientemente de los demás. Permanecen escasamente distribuidos y sin colisiones en su conjunto (básicamente, las partículas se hicieron más grandes), por lo que no se alinean.

Los modelos que ve con una región similar a una rosquilla son los que esperan una región donde el polvo y el gas todavía estaban interactuando lo suficiente consigo mismos y con el resto del sistema solar tal como lo conocemos, para caer todavía (parcialmente) en el preferido alineación.

TLDR: Las nubes protoplanetarias son esféricas al principio. Las regiones centrales densas (donde están los planetas) se aplanan debido a las colisiones. La parte exterior (Oort) permanece esférica debido a muchas menos colisiones.
Creo que esta respuesta aborda mejor la pregunta del OP (por qué la Nube de Oort es esférica) que la respuesta aceptada. De hecho, iba a volver a hacer la pregunta después de leer la respuesta aceptada, pero su respuesta respondió mi pregunta (y la del OP) sobre por qué es una esfera y no un disco. +1