Dlaczego nie możemy obserwować chmury Oorta za pomocą teleskopu?

18

Chmura Oorta jest hipotetyczną strukturą opartą na naszej obserwacji długookresowych komet. Obecnie istnieją propozycje zaprojektowania sond potwierdzających istnienie chmury Oort.

Chmura Oorta

Wysłanie sondy przyniosłoby inne korzyści, ale dlaczego nie możemy obserwować chmury Oorta za pomocą teleskopu?

observational-astronomy oort-cloud

— o nazwie 2voyage
źródło

Myślę, że sonda Oorta w naszym życiu jest nierealna i faktycznie irracjonalna! Chmura Oort zaczyna się od około 2000 jednostek AU. Przybyły tam pokolenia z przewidywalną technologią napędu. Nawet jeśli zostanie uruchomiony dzisiaj, może to być przewyższone przez znacznie lepszą sondę 50 lat później. A poza tym, gdzie się udać, jeśli teleskop nie zaobserwował wcześniej żadnego celu? Chmura Oorta jest bardzo pustą przestrzenią. Chciałbym zobaczyć jedną z tych propozycji sondy Oorta, ponieważ nie rozumiem, jak ta koncepcja mogłaby działać.

— LocalFluff

6

„Nawet jeśli zostanie dziś wprowadzony na rynek, może go przewyższyć znacznie lepsza sonda 50 lat później”. To zawsze będzie prawdą i jest to argument za tym, aby nic nie robić na zawsze.

— Marc

@Marc Nie jest to prawdą, jeśli użyjemy formy napędu, która dotrze tam w ciągu 50 lat.

— gerrit

Gdzie przyjdzie ta forma napędu, jeśli nigdy nie zrobimy pierwszego kroku, aby zbudować to, co potrafimy dziś i wykorzystać? Jeśli nigdy nie podejmiemy poważnego wysiłku, zawsze będziemy czekać na idealne rozwiązanie.

— Marc

12

Rozdzielczość kątowa teleskopu tak naprawdę nie ma bezpośredniego wpływu na naszą zdolność do wykrywania obiektów chmur Oorta poza tym, jak ta rozdzielczość kątowa wpływa na głębokość, na którą można wykryć światło słabych obiektów. Każdy teleskop może wykryć gwiazdy, nawet jeśli ich rzeczywiste dyski znacznie przekraczają rozdzielczość kątową teleskopu.

Wykrywanie obiektów chmur Oorta jest po prostu kwestią wykrycia (nierozwiązanego) odbitego światła w dokładnie taki sam sposób, w jaki wykrywa się słabą (nierozwiązaną) gwiazdę. Potwierdzenie natury obiektu w chmurze Oort przyjdzie wtedy poprzez obserwację w odstępach ponad rok i uzyskanie bardzo dużej ( sekundy łukowe) paralaksy. $>2$

Pytanie sprowadza się do tego, jak głęboko musisz zejść? Możemy to zrobić na dwa sposoby (i) z tyłu obliczenia obwiedni, zakładając, że obiekt odbija światło słoneczne z pewnym albedo. (ii) Skaluj jasność komet, gdy są one odległe od Słońca.

$L=3.83\times10^{26}\ W$ $D$ $R$ $\pi R^2 L/4\pi D^2$ $f$ $2\pi$

$D \gg 1$ $D$

F_{E} = f \frac{π R^{2} L}{4 π D^{2}} \frac{1}{2 π D^{2}} = f \frac{R^{2} L}{8 π D^{4}}

$F_{E} = f \frac{\pi R^2 L}{4\pi D^2}\frac{1}{2\pi D^2} = f \frac{R^2 L}{8\pi D^4}$

$R=10$ $D= 10,000$ $f=0.1$

F_{E} = 3 \times 10^{- 29} (\frac{f}{0.1}) {(\frac{R}{10 k m})}^{2} {(\frac{D}{10^{4} a u})}^{- 4} W m^{- 2}

$F_E = 3\times10^{-29}\left(\frac{f}{0.1}\right) \left(\frac{R}{10\ km}\right)^2 \left(\frac{D}{10^4 au}\right)^{-4}\ Wm^{-2}$

$1.4\times10^{3}\ Wm^{-2}$

$28.2 - 2.5 \log (28/10^{4})= 53.7$ $f=0.1$ $R=10\ km$ $f$

Obserwacja Halleya przez VLT stanowi szczyt tego, co jest możliwe w dzisiejszych teleskopach. Nawet głębokie ultra głębokie pole Hubble'a osiągnęło jedynie widzialne wielkości około 29. Zatem duży obiekt chmurny Oort pozostaje o ponad 20 jasności poniżej tego progu detekcji!

Najbardziej realnym sposobem wykrywania obiektów Oorta są okultystyczne gwiazdy tła. Możliwości tego są omówione przez Ofek & Naker 2010 w kontekście precyzji fotometrycznej zapewnianej przez Keplera. Szybkość okultyzmu (które są oczywiście pojedynczymi zdarzeniami i niepowtarzalnymi) została obliczona jako od zera do 100 w całej misji Keplera, w zależności od wielkości i rozkładu odległości obiektów Oort. O ile mi wiadomo, nic z tego nie wyszło (jeszcze).

— Rob Jeffries
źródło

11

Rozmawiałem z doktorantem z Europy, który planuje spróbować znaleźć obiekty chmur Oorta w danych z teleskopu kosmicznego Gaia. Może to być możliwe dzięki zdarzeniom mikrosoczewkowania, gdy obiekt Oort przechodzi (w pobliżu) gwiazdy tła i relatywistycznie powiększa światło gwiazdy przez chwilę.

Najlepszy przypadek to to, że za kilka lat będziemy mieli mapę statystycznie użytecznej liczby obiektów chmurowych Oort. Wystarczy, aby twierdzić, że go „widzieliśmy”.

— LocalFluff
źródło

0

Mówiąc prościej, dzieje się tak dlatego, że obiekty, które tworzą Obłok Oorta, pozostałości po formowaniu się Słońca, są zarówno zbyt małe, jak i zbyt słabe, abyśmy mogli je wykryć. Są słabe z powodu dużej odległości. Pochłanianie światła słonecznego jest minimalne, a jeszcze mniej jest odbijane. Tak mało światła odbija się z powrotem, że nawet nasze najbardziej zaawansowane teleskopy nic nie widzą.

— Peter Jacob
źródło