Warum wird angenommen, dass die Oort-Wolke kugelförmig ist?

Die meisten Beschreibungen der Oort-Wolke beschreiben sie als eine meist kugelförmige Verteilung von Planetesimalen, wobei gelegentlich eine innere Komponente berücksichtigt wird, die eher die Form eines Donuts hat. Dies steht in geringem Widerspruch zu der Tatsache, dass die meisten protoplanetaren Wolken und ihre abgeleiteten Objekte - Planeten, Asteroiden, Kometen und Staub - relativ früh in der Entwicklung eines Sternensystems zu einer ziemlich genau definierten Ebene zusammenbrechen werden.

Welche Beweise werden verwendet, um dies zu postulieren? Kommt es aus numerischen Simulationen des Sonnensystems? Oder trägt es dazu bei, beobachtete Bahnneigungen realer Kometen zu berücksichtigen?

Niemand hat (noch) die Oort-Wolke "gesehen". Die Oort-Wolke ist einfach ein Konzept, das erklären kann, warum langperiodische Kometen scheinbar aus zufälligen Richtungen stammen.

Mit den gegenwärtigen Instrumenten können wir keinen dieser Kometen "an der Quelle" entdecken. Es ist auch nicht einmal möglich, mit Messungen nachzuweisen, dass es in dieser Entfernung ein Begleitobjekt für die Sonne geben könnte (langperiodische Binärdaten, wobei ein Begleiter eines Braunen Zwergs durch die Oortenwolke geht, was einige Dinge über die periodische Masse erklären könnte -Auslöschungen). Wir können der Masse und Entfernung eines solchen Objekts jedoch einige Grenzen setzen, aber wir können mit Messungen noch nicht beweisen, dass dies unmöglich ist. Dies soll nur zeigen, wie gering die Informationsmenge ist, die wir über diese Entfernungen haben.

Das einzige, was wir über Objekte wissen, die sich dort befinden, ist das, was wir von Objekten sehen, die auf uns zukommen, und wenn wir die Umlaufbahn berechnen, stellen wir fest, dass sie aus derselben Region des Sonnensystems stammt.

Bearbeiten: Diese Veröffentlichung zeigt, dass die WISE-Mission dies eingrenzen konnte. Sie zeigt, dass ein Brauner Zwerg mit Jupitermasse in unserem Sonnensystem mindestens 26.000 AE entfernt sein muss, um unter der Erkennung zu bleiben Grenzen von WISE.

Es geht nicht darum zu sagen, ob ein solches Objekt existiert oder nicht, sondern darum, dass wir in diesen Entfernungen nur Dinge entdecken können, die im Vergleich zum durchschnittlichen Kometen massiv sind. Dies zeigt, dass die einzigen Informationen, die wir über die Oort-Wolke haben, indirekte Informationen von Objekten sind, die sich auf Umlaufbahnen befinden, die die Oort-Wolke durchqueren und nahe genug an der Erde sind, um von uns entdeckt zu werden.

Letzteres. Kometen mit langer Periode scheinen aus zufälligen Richtungen zu kommen.

Neben Marks Antwort haben wir auch Gründe, eine sphärische Verteilung zu erwarten.

Im Folgenden werden einige Annahmen zur Entstehung unseres Sonnensystems getroffen. Sie sind Standard, aber wir sind nicht ganz sicher, ob sie korrekt sind. Was ich benutze, wird normalerweise als unumstritten angesehen - wie die Planeten selbst entstanden sind, ist am problematischsten, wird hier aber nicht benötigt.

Zu Beginn der Entstehung des Sonnensystems hätten sich Gas und Staub ziemlich gleichmäßig und kugelförmig verteilt. Es ist unwahrscheinlich, dass die Wolke genau 0 Nettodrehimpuls hat, was bedeutet, dass sie Nettodrehimpuls in eine Richtung hat.

Jetzt ist das der Sonne ausreichend nahe stehende Gas so dicht, dass die Partikel regelmäßig interagieren und kollidieren. Dies bewirkt, dass sich der Drehimpuls der Partikel in Richtung des ursprünglichen Nettodrehimpulses ausrichtet. Dies ist auf die Erhaltung des Drehimpulses zurückzuführen.

Dieser Prozess erzeugt die vorherrschende protoplanetarische Scheibe, mit der Sie vertraut sind, und hinterlässt eine dünne Schicht aus Gas und Staub geringer Dichte in derselben Kugel.

Partikelverteilungen mit niedriger Dichte sind im Wesentlichen kollisionsfrei. Sie richten sich daher nicht zu einer Scheibe aus, unabhängig davon, ob sie einen Nettodrehimpuls haben oder nicht. Jedes Partikel kreist auf einer beliebigen Ebene, auf der es gerade ausgerichtet ist.

Nun zur Oort Wolke ...

Wenn Sie weit genug vom Zentrum der Sonnenbildung entfernt sind, wird das Gas weniger dicht. Als solches wird das Gas größtenteils kollisionsfrei und eine bevorzugte Ausrichtung auf einer Scheibe wird weniger wahrscheinlich. Bleiben Sie gerade nah genug und es entstehen genügend Wechselwirkungen und zufällige Inhomogenitäten, damit sich Planetesimale aufbauen können, die im Wesentlichen unabhängig voneinander ausgerichtet sind. Sie bleiben insgesamt spärlich verteilt und kollisionsfrei (im Grunde sind die Partikel nur größer geworden) und richten sich daher nicht aus.

Die Modelle, die Sie mit einer Donut-ähnlichen Region sehen, sind solche, die eine Region erwarten, in der Staub und Gas noch ausreichend mit sich selbst und dem Rest des Sonnensystems, wie wir es kennen, in Wechselwirkung getreten sind, um noch (teilweise) in die bevorzugte Region zu fallen Ausrichtung.