Oortwolk



Je hoort er zelden over. Maar op een afstand van ruim anderhalf lichtjaar, waar de zon voor een theoretische waarnemer niet meer is dan een van de talloze achtergrondsterren, bevindt zich het thuis van de kometen: de Oortwolk.



Waarschijnlijk verblijven in de Oortwolk vele miljarden van dit soort ‘vuile sneeuwballen’, waarvan er af en toe enkele naar de binnendelen van het zonnestelsel afreizen - om miljoenen jaren later weer terug te keren. Het was de Nederlander Jan Hendrik Oort die in 1950 het bestaan van deze 'kosmische achtertuin' opperde en daarmee de grens van het zonnestelsel enkele lichtjaren verlegde...

De theorie van Oort
De Leidse astronoom Oort kwam tot zijn hypothese na een studie naar de herkomst van kometen. Hij merkte op dat deze ijzige hemellichamen werkelijk uit alle uithoeken van het zonnestelsel leken te komen. Bovendien bezaten velen omlooptijden van honderden miljoenen jaren. Volgens Oort kon het bijna niet anders zijn dan dat onze zon tot halverwege de meest nabije ster wordt omringd door een enorme sferische wolk van tientallen miljarden ‘slapende’ kometen.

Meer dan vijftig jaar later bestaat er desondanks nog steeds onzekerheid over de Oortwolk. Astronomen worstelen met verscheidene problemen, waaronder de geringe aantrekkingskracht van de zon op een afstand van zo’n twee lichtjaar. Deze zou bij lange na niet sterk genoeg zijn om de kometen in de buurt van het zonnestelsel te houden.

De theorie van Oort werd enkele jaren geleden nóg verder ondermijnd toen een computersimulatie, uitgevoerd door het Jet Propulsion Laboratory (JPL), uitwees dat de door hem geschatte hoeveelheid kometen schromelijk was overdreven. De berekeningen toonden aan dat kometen met een diameter van twintig kilometer of minder door onderlinge botsingen volledig aan stukken geslagen moesten zijn. Eerdere modellen hielden daar geen rekening mee. Onduidelijk blijft aan welke getallen dan wel gedacht moet worden, maar over het algemeen wordt nu aangenomen dat de Oortwolk vele malen ijler is dan lang werd gedacht. Ook haar totale massa moest recent nog naar beneden worden bijgesteld. Waar men voorheen uitging van zeker veertig aardmassa’s, lijkt tien maal het gewicht van onze planeet nu een veel realistischer waarde.

Ontstaan   
Het zijn vooral ‘verstotelingen’ die een thuis hebben gevonden in de Oortwolk. De kleine ijzige hemellichamen bleven na de vorming van het zonnestelsel achter als bijproducten en werden door de gravitatiekrachten van de grote planeten systematisch weggeslingerd. In de Oortwolk vond een klein deel van deze potentiële kometen een relatief stabiele omgeving. De meeste objecten zouden echter dusdanig hinder hebben ondervonden van onderlinge botsingen en baanafwijkingen dat zij het gebied nooit bereikten.

De kometen in de Oortwolk zijn niet egaal verdeeld, maar bevinden zich vooral in het equatoriale vlak en aan haar binnenste grens op ongeveer 5000 AE van de zon. Maar ook in andere delen van het sferische geheel zijn ze ruim vertegenwoordigd. We hoeven er in de nabije toekomst overigens niet op te rekenen om ook maar één van de Oortwolkbewoners waar te nemen. De temperaturen liggen, zó ver van de zon, slechts enkele graden boven het absolute nulpunt. Hierdoor lossen aanwijzingen voor het bestaan van de Oortwolk vaak op in de natuurlijke achtergrondstraling van het heelal.

Galactische getijdengolven
Het idee van een enorme materiewolk om de zon werd onder meer ingegeven door de hypothese dat zich ruwweg elke dertig miljoen jaar een zogenaamde massa-extinctie door inslagen op aarde heeft voorgedaan. De aanwezigheid van de Oortwolk bood hiervoor een uitstekende verklaring, want het geheel is uitermate gevoelig voor invloeden van buitenaf. Één van die invloeden is de getijdenwerking in het vlak van de Melkweg. Storingen in de zwaartekracht kunnen talloze kometen uit hun baan trekken. En een interplanetair ‘bombardement’ van de binnenste regionen van het zonnestelsel is dan volgens berekeningen onvermijdelijk.

‘Galactische getijdengolven’ zijn het gevolg van de beweging van de zon door het vlak van ons sterrenstelsel. De verdeling van massa in dit vlak is erg onregelmatig en varieert naar schatting met een factor vier.

Sinds onze planeet zo’n vier miljard jaar geleden ontstond, heeft het leven op aarde ten minste vijf maal een catastrofale gebeurtenis op het nippertje overleefd. In wetenschappelijke kringen staat deze reeks ook wel bekend als de ‘Grote Vijf’. Zeker drie leden daarvan werden vermoedelijk direct veroorzaakt door botsingen met buitenaardse objecten. Het bekendste voorbeeld is ongetwijfeld de inslag die 65 miljoen jaar geleden een einde maakte aan de heerschappij van de dinosauriërs. En toevallig of niet: alle bekende grote meteorietinslagen vonden plaats omstreeks het moment dat het zonnestelsel zich een weg baande door het ijlste deel van ons sterrenstelsel.



Tot voor kort werd aangenomen dat de galactische getijdengolven vooral te wijten waren aan de aanwezigheid van enorme moleculaire gaswolken in het galactische vlak. Een recent onderzoek van onderzoekers aan de zuidwestelijke universiteit van Louisiana wees echter uit dat ook getijdenkrachten op grotere afstand, bijvoorbeeld vanuit het centrum van de Melkweg, een belangrijke rol spelen bij het bevrijden van hemellichamen uit de Oortwolk. Geschat wordt nu dat ten minste eenderde van alle bekende lang-periodieke kometen de binnendelen van het zonnestelsel dankzij dergelijke invloeden bereikt.

Een klein percentage van de kometen die in de buurt van de zon komen, is vermoedelijk via een ander mechanisme uit de Oortwolk ontsnapt. In de loop der tijd hebben astronomen de meest onwaarschijnlijke verklaringen aangedragen. Toch zijn veel hiervan nooit verdwenen. Waarom? Onze kennis van de interstellaire ruimte is simpelweg te beperkt. Zeker is in ieder geval dat de ‘bewoners’ van de Oortwolk zullen reageren op een massieve passant. Toch passeert een andere ster de zon om de zoveel tijd passeert een andere ster de zon op geringe afstand. Feitelijk betekent dit dat er af en toe een zwaar object door de kometenwolk trekt. Verscheidene objecten worden dan uit hun baan gerukt. De mate waarin dit gebeurt, is sterk afhankelijk van de massa van het passerende object en het pad dat het volgt.

Een andere hypothese, die door veel astronomen overigens meteen naar het fabeltjesrijk wordt verwezen, betreft de invloed van ‘Nemesis’, een theoretische nabije begeleider van de zon. Deze dubbelster zou volgens een klein groepje onderzoekers in een sterk elliptische baan om de zon bewegen. Wanneer Nemesis iedere twintig tot dertig miljoen jaar de Oortwolk doorkruist, zou dit een verklaring kunnen bieden voor de periodieke komeetbombardementen van de binnendelen van het zonnestelsel.

De aanwezigheid van een nog onbekende planeet, is volgens veel onderzoekers al even onwaarschijnlijk. De Britse professor dr. John Murray kwam in 1999 met deze theorie, omdat opvallend veel kometen vanuit een gebied op zo’n 40.000 AE afstand bleken te komen. Op precies die afstand zou zich volgens Murray een “Planeet X” kunnen bevinden met de zwaartekracht van een tiental Jupiters. Een andere onderzoeker kwam enkele jaren geleden tot een overeenkomstige conclusie. Hij berekende niettemin dat het aannemelijker is dat Planeet X - indien daadwerkelijk aanwezig - geclassificeerd moet worden als een mislukte ster (een bruine dwerg).

Auteur(s):     A.S.