Perché si presume che la nuvola di Oort sia sferica?

La maggior parte delle descrizioni della nuvola di Oort la descrivono come una distribuzione per lo più sferica di planetesimi, con indennità occasionale per una componente interna più a forma di ciambella. Ciò è leggermente in contrasto con il fatto che la maggior parte delle nuvole protoplanetarie e i loro oggetti derivati ​​- pianeti, asteroidi, comete e polvere - collasseranno su un piano abbastanza ben definito relativamente presto nell'evoluzione di un sistema stellare.

Quali prove sono usate per postulare questo? Proviene da simulazioni numeriche del sistema solare? O aiuta a spiegare le inclinazioni orbitali osservate delle comete reali?

Nessuno ha "visto" l'Oort-cloud (ancora). Il cloud Oort è semplicemente un concetto che può spiegare perché le comete di lungo periodo sembrano provenire da direzioni casuali.

Con gli strumenti attuali, non siamo in grado di rilevare nessuna di queste comete "alla fonte". Inoltre, non è nemmeno possibile dimostrare con misurazioni che a quella distanza potrebbe esserci un oggetto compagno per il sole (binario a lungo termine, con un compagno nano marrone che attraversa la nuvola di oort, il che potrebbe spiegare alcune cose sulla massa periodica -extinctions). Possiamo tuttavia porre alcuni limiti alla massa e alla distanza di un tale oggetto, ma non possiamo ancora dimostrare con le misurazioni che è impossibile. Questo solo per mostrare quanto piccola sia la quantità di informazioni che abbiamo su queste distanze.

L'unica cosa che sappiamo degli oggetti che ci sono, è ciò che vediamo dagli oggetti che ci vengono incontro e quando calcoliamo l'orbita, notiamo che proviene dalla stessa regione del sistema solare.

Modifica: questa pubblicazione mostra che la missione WISE è stata in grado di restringerla, dimostrando che se esiste una nana marrone di massa di Giove nel nostro sistema solare, deve essere almeno a una distanza di 26.000 UA, per rimanere sotto il rilevamento limiti di WISE.

Il punto non è dire se un tale oggetto esiste o meno, ma sottolineare che a quelle distanze, possiamo solo rilevare cose che sono enormi, rispetto alla cometa media. Ciò dimostra che le uniche informazioni che abbiamo sull'Oort-cloud, sono le informazioni indirette provenienti da oggetti che si trovano in orbite che attraversano l'Oort-cloud e abbastanza vicine alla Terra per consentirci di rilevarle.

L'ultimo. Le comete di lungo periodo sembrano provenire da direzioni casuali.

Oltre alla risposta di Mark, abbiamo anche motivi per aspettarci una distribuzione sferica.

Quanto segue fa alcune ipotesi su come si è formato il nostro sistema solare. Sono standard, ma non siamo completamente certi della sua correttezza. Quello che uso di solito è considerato non controverso - è il modo in cui sono sorti i pianeti che è più problematico, ma non è necessario qui.

All'inizio della formazione del sistema solare il gas e la polvere avrebbero avuto una distribuzione abbastanza uniforme e sferica. È improbabile che la nuvola abbia esattamente 0 momento angolare netto, il che significa che avrebbe un momento angolare netto in una direzione.

Ora il gas sufficientemente vicino al sole sarà abbastanza denso da permettere alle particelle di interagire e collidere regolarmente. Questo fa sì che il momento angolare delle particelle si allinei nella direzione del momento angolare netto originale. Ciò è dovuto alla conservazione del momento angolare.

Questo processo crea il disco protoplanetario dominante che conosci, lasciando un sottile strato di gas a bassa densità e polvere nella stessa sfera.

Le distribuzioni di particelle a bassa densità saranno essenzialmente senza collisioni. Pertanto non si allineeranno in un disco, che abbiano o meno un momento angolare netto. Ogni particella orbita su qualunque piano su cui si trova appena allineata.

Ora nel cloud Oort ...

Allontanati abbastanza dal centro della formazione del nostro sole e il gas diventa meno denso. Come tale, il gas diventa per lo più privo di collisioni e l'allineamento preferenziale su un disco diventa meno probabile. Resta abbastanza vicino e sorgono interazioni e disomogeneità casuali sufficienti per costruire i planetesimi, ognuno allineato essenzialmente indipendentemente dagli altri. Rimangono scarsamente distribuiti e senza collisioni nel loro insieme (sostanzialmente le particelle sono appena diventate più grandi), e quindi non si allineano.

I modelli che vedi con una regione simile a una ciambella sono quelli che si aspettano una regione in cui la polvere e il gas interagivano ancora abbastanza con se stessa e il resto del sistema solare come lo conosciamo, per cadere ancora (parzialmente) nel preferito allineamento.