Чому ми не можемо телескопом спостерігати за хмарою Оорта?

18

Хмара Оорта - це гіпотетична структура, заснована на наших спостереженнях за кометами тривалого періоду. В даний час є пропозиції розробити зонди для підтвердження існування хмари Оорта.

Хмара Оорта

Тепер надсилання зонда матиме інші переваги, але чому ми не можемо телескопом спостерігати за хмарою Оорта?

observational-astronomy oort-cloud

— називається2вояж
джерело

Я думаю, що зонд Оорта в нашому житті нереальний і насправді нераціональний! Хмара Оорта починається близько 2000 АС. Потрібні покоління, щоб приїхати туди за допомогою передбачуваної рушійної технології. Навіть якщо його запустити сьогодні, це може бути перевершено набагато вищим зондом через 50 років. І крім того, куди йти, якщо телескоп раніше не спостерігав жодної мети? Хмара Оорта - це дуже порожнє місце. Я хотів би побачити одну з таких пропозицій щодо зонду Оорта, тому що я не розумію, як ця концепція могла б працювати.

— LocalFluff

6

"Навіть якщо його запустити сьогодні, це може бути перевершено набагато вищим зондом через 50 років". Це завжди буде правдою, і це аргумент, щоб не робити нічого назавжди.

— Марк

@Marc Це неправда, якщо ми використовуємо форму руху, яка потрапляє туди протягом 50 років.

— Геррі

Звідки ця форма руху прийде, якщо ми ніколи не зробимо перший крок, щоб створити найкраще, що ми можемо сьогодні, і використовувати його? Якщо ми ніколи не докладемо серйозних зусиль, ми завжди будемо чекати ідеального рішення.

— Марк

12

Кутове дозвіл телескопа насправді не має прямого відношення до нашої здатності виявляти хмарні об'єкти Оорта, крім того, як це кутове дозвіл впливає на глибину, на яку можна виявити світло від слабких об'єктів. Будь-який телескоп може виявити зірки, навіть незважаючи на те, що їхні фактичні диски виходять за межі кутової роздільної здатності телескопа.

Виявлення хмарних об'єктів Оорта - це просто питання виявлення (невирішеного) відбитого світла точно так само, як і виявлення слабкої (невирішеної) зірки. Підтвердження природи об'єкта хмари Оорта відбудеться, спостерігаючи з інтервалом протягом року або близько того і отримуючи дуже великий ( дуги секунди) паралакс. $>2$

Питання означає, наскільки глибоко вам потрібно пройти? Ми можемо зробити це двома способами (i) зворотною стороною обчислення конверта, припускаючи, що об’єкт відбиває світло від Сонця з деяким альбедо. (ii) Масштабуйте яскравість комет, коли вони віддалені від Сонця.

(Я) Світність Сонця . Нехай відстань до хмари Оорта бути і радіус (передбачаються сферичний) об'єкт Оорта буде . Світло від падаючого на об’єкт Сонця . Якщо тепер припустити, що частка від цього відображається рівномірно в суцільний кут . Ця остання точка є наближенням, світло не буде відбиватися ізотропно, але воно буде представляти деяке середнє значення під будь-яким кутом огляду. $L=3.83\times10^{26}\ W$ $D$ $R$ $\pi R^2 L/4\pi D^2$ $f$ $2\pi$

З хорошим наближенням, так як а.о., то можна вважати , що відстань від об'єкта Оорта на Землю також . Отже, потік світла, отриманий на Землі, $D \gg 1$ $D$

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}}

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

Поклавши кілька чисел, нехай км, і au. Комерційний матеріал має дуже низьку кількість альбедо, але давайте будемо щедрі та припустимо . $R=10$ $D= 10,000$ $f=0.1$

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}

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

Щоб перетворити це на величину, припустимо, що відбите світло має той же спектр, що і сонячне світло. Сонце має видиму зорову величину -26,74, що відповідає потоку на Землі в . Перетворивши коефіцієнт потоку в різницю величин, ми виявимо, що видима величина нашого довідкового об'єкта Оорта становить 52,4 . $1.4\times10^{3}\ Wm^{-2}$

(ii) Комета Галлея схожа (радіус 10 км, низький альбедо) з розглянутим вище фідуціальним об'єктом Оорта. Комета Галлея спостерігалася ВЛТ у 2003 р. З величиною 28,2 та на відстані 28 au від Сонця. Зараз ми можемо просто масштабувати цю величину, але вона масштабується як відстань до сили чотирьох , тому що світло повинно бути отримане, і тоді ми бачимо, що воно відбивається. Таким чином, при 10 000 au, Галлей мав би величину , відповідно до моєї іншої оцінки. (Між іншим, моя сира формула в (i), наведена вище, припускає, що комета , на 28 о. Мала б величину 26,9. Враховуючи, що Галлі, ймовірно, має менший $28.2 - 2.5 \log (28/10^{4})= 53.7$ $f=0.1$ $R=10\ km$ $f$ це відмінна консистенція.)

Спостереження Галле з боку ВЛТ являє собою вершину того, що можливо із сучасними телескопами. Навіть глибоке поле Хаббла лише ультраглибоке поле досягало зорових величин близько 29. Таким чином, великий хмарний об'єкт Оорта залишається більш ніж на 20 величин нижче цього порогу виявлення!

Найбільш можливий спосіб виявлення об'єктів Оорта - це коли вони окультні фонові зірки. Можливості для цього обговорюються Ofek & Naker 2010 в контексті фотометричної точності, яку забезпечує Kepler. Швидкість окупації (звичайно, поодинокі події і неповторювані) обчислювалася між нулем і 100 у всій місії Кеплера, залежно від розміру та розподілу об'єктів Оорта. Наскільки мені відомо, нічого з цього (поки) не вийшло.

— Роб Джеффріс
джерело

11

Я поспілкувався з європейським докторантом, який планує зробити спробу знайти хмарні об'єкти Оорта в даних космічного телескопа Гая. Це могло бути можливим завдяки подіям мікролінінгу, коли об’єкт Оорта проходить (поблизу) фонову зірку та релятивистсько збільшує світло зірки на мить.

Найкращий випадок полягає в тому, що через кілька років у нас з’явиться карта статистично корисної кількості хмарних об’єктів Oort. Досить стверджувати, що ми це "бачили".

— LocalFluff
джерело

0

Простіше кажучи, це тому, що об'єкти, що входять до Хмари Оорта, залишки від утворення нашого сонця, є і занадто маленькими, і занадто слабкими, щоб ми могли їх виявити. Вони слабкі через велику відстань. Там мінімальне поглинання сонячного світла і ще менше відбивається назад. Настільки мало світла відбивається назад, що навіть наші найдосконаліші телескопи нічого не бачать.

— Пітер Якоб
джерело