Segédlet az Oort és az Oort II. lemezek értelmezéséhez

Definíciók, és általános kitekintés

A csillagászati méretek a józan felfogó képességünk felett állnak. Ráadásul a látszólag (és néha valóban) rendszertelenül szétszórt tömegpontok egymás közötti távolságai is irdatlanul nagyok. Hogyan lehet ezeket mégis szemléltetni? 
Igazából sehogy… Viszonyítani azonban lehet, így ha kijelölünk néhány alapegységet, akkor azok sokszorosait alapul véve legalább az egyértelművé válik, hogy az irgalmatlanul nagynak hányszorosáról beszélünk éppen egy adott pillanatban 
Első körben a távolságléptékeket kell átnéznünk ahhoz, hogy a két lemez mondanivalója vagy inkább bemutatott pillanatképei érthetőbbé váljanak. Mondanivalójuk igazából nincs. 
A Naptól a Föld közepesen 149 millió kilométerre van. Ezt hívjuk csillagászati egységnek (CsE.; Astronomical Unit – AU). Azért közepesen, mert az égitestek mindig ellipszispályán keringenek egy másik égitest körül, amelyet az excentricitással jellemezhetünk. A Nap körül keringő égitestekre (bolygók, törpebolygók, aszteroidák, üstökösök) létezik az aphélium (naptávol – a Földnél ez 152 millió km) és a perihélium fogalma (napközel – a Föld esetében 147 millió km). Az excentricitás lehet kisebb, vagy nagyobb érték.
A csillagászati távolságmérésnek egy másik lehetősége, ha a fény terjedését vesszük alapul.
A Föld olyan távol van a Naptól, hogy a fény is csak mintegy 8,5 perc alatt ér onnan ide. Az előbb definiált távolság, vagyis a csillagászati egység is eltörpül a fényévhez képest. Egy fényév (light year - ly) az a távolság, ameddig a fény egy év alatt eljut. Ez, a fény terjedési sebességét alapul véve 9,46 billió kilométernek adódik, vagyis 63241 csillagászati egységnek. Érdekességként említeném meg, hogy ami egy fényév távolságban történik, azt csak egy év múlva észlelhetjük, hiszen egyelőre nem fedeztünk fel olyan hírközlő csatornát, ami a fénynél gyorsabban közvetítene információt. A Földhöz legközelebb lévő csillag, a Proxima Centauri, kb. 4,2 fényévre van tőlünk (265212 CsE). Azokkal az űrhajókkal, amikkel a Holdra eljutottunk (kb. 4 nap alatt) mintegy 1,1 millió évig tartana az utunk oda. Pedig azért egy olyan űrhajó elég gyorsan megy. Minimum 11,2 km/s sebességre kell felgyorsuljon ahhoz, hogy a Föld gravitációjából elszabaduljon. Ez a szökési sebesség, vagy második kozmikus sebesség. 11,2 kilométer másodpercenként.

Miután már tisztában vagyunk ezekkel az adatokkal, és ahogy a csillagászok véleménye szerint már tudjuk, hogy az Oort-felhő mérete 50-100 (60-120?) ezer CsE (~1-2 fényév), valamelyest felfogható, hogy két csillag között azért korántsem csak légüres tér helyezkedik el. Hiszen a Naptól haladva először is megtalálhatjuk a Merkúrt, a Vénuszt, a Földet, a Marsot, a Kisbolygóövet, a Jupitert, a Szaturnuszt, az Uránuszt, a Neptunuszt, a Kuiper-övet, és az Oort-felhőt. A bolygóknak lehetnek holdjaik (némelyeknek csak egy, van amelyiknek száznál több is lehet – Hold, Phobos, Titán, Io). A kisbolygók öve sokmilliónyi - pár méterestől pár száz kilométeresig terjedő - kőzetobjektumot tartalmaz (Ceres, Juno, Pallas, Vesta). A Kuiper-övben, a Neptunuszon túl, ugyanilyen égitestek, illetve egy kicsit nagyobbak is keringenek (Plútó, Makemake, Quaoar, Haumea).
Majd pedig az Oort-felhő zárja ezt a hatalmas rendszert, amelynek van egy belső korongja, és egy nagy külső gömb alakú része.
Az Oort-felhő egyik legfurcsább jellemzője, hogy még sosem láttuk. Ennek az oka az, hogy a Világegyetemben csak azokat a dolgokat láthatjuk, amik vagy fényt bocsátanak ki, vernek vissza, vagy engednek át magukon (észlelni tudunk bármilyen elektromágneses vagy részecskesugárzó testet). Minden egyéb dolog láthatatlan. Az Oort-felhő objektumait több okból nem láthatjuk. Egyrészt annyira messze vannak, hogy a Nap fényéből már szinte alig verhetnek vissza bármint is. Másrészt saját fénykibocsátásuk nincs. Azonban az ilyen égitesteket is tudnánk észlelni, amikor éppen más fénylő égitestet takarnak el előlünk. Ezt sem vehetjük azonban alapul, mivel nagyon ritkák a csillagfedéseik, ez idáig egyetlen egyet sem vettünk észre. Azért is, mert ezek a testek kisméretű üstökös magok. Sötét, parányi pontokként kell őket elképzelnünk, melyeket a fenti okok miatt nem láthatunk.

Miből gondolják a csillagászok, hogy az Oort-felhő mégis létezik?

Elsőként Jan Hendrik Oort (élt: 1900-1992) holland csillagász vetette fel a lehetőségét ennek a buroknak. 
A felhő létezését azok a megfigyelések kényszerítik ki, amelyeket a Nap közelébe tévedő üstökösökkel kapcsolatban teszünk. Egy üstökös nem más, mint vízjéggel és egyéb anyagokkal összecementált ősrégi kőzet. Csóvát csak akkor képez, amikor a Naphoz kellően közel kerül, és a napszél a körülötte kialakuló párolgó anyagokat (ez a Nap melegétől létrejövő kóma) nagyon messzire lefújja róla. Mi a napszél? Nem más, mint a Nap részecskesugárzása. Nagyjából olyan nagy energiájú protonok és elektronok tömege, amelyek ellen hatékonyan mágneses térrel tudunk védekezni.
Jön a kérdés, hogy honnan származik az üstökös? Valószínű, hogy egy hatalmas térrészből, ami körülveszi a Napot, és ott rengeteg van belőlük. Gyakorlatilag ennyi kell csak, hogy megalkossuk egy új objektumrendszer lehetőségét a Világűrben. Aztán a sorozatosan érkező üstökösök szépen igazolják ezt. Nagyon sok elmélet ilyen egyszerűen születik meg, és amíg nem bizonyítják, addig csak elmélet marad. Ha ezt vesszük alapul, akkor az Oort-felhő léte is csak egy elmélet, bár a legvalószínűbb. Nem is nagyon lehetne másképp.

A felhő keletkezésére léteznek különféle teóriák, de a leginkább elfogadott az, hogy a Naprendszer kialakulása óta (ami kb. 4,6 milliárd éve kezdődött) a bolygóképződés idejében a nagy bolygók gravitációja által kipenderített égitestek maradványai alkotják. Egy pillanatra visszakanyarodok, mert el kell, hogy mondjam, hogy mi a Naprendszer születésének és kialakulásának a hivatalos modellje.
Amikor egy hatalmas gáz-, és porködöt (jó pár fényév méretűek lehetnek) a világűrben hirtelen lökés ér valamely irányból (például egy haldokló csillag gigantikus robbanásakor – szupernóvák), akkor lokális örvények, sűrűsödések keletkezhetnek benne. Egy sűrűbb területnek nagyobb a tömege, a nagyobb tömeg pedig nagyobb gravitációval jár, így a benne lévő anyag most már a saját súlya alatt képes tovább sűrűsödni. Fizikából pedig tanultuk, hogy az összenyomott gázok felmelegednek. Amikor egy ilyen nebulában a gravitációs összeomlás miatt egy lokális pontban a hőmérséklet eléri a körülbelül hárommillió Kelvint, a középpontjában beindul a magfúzió, vagyis kigyúl egy csillag. A csillag körül keringő hatalmas gázködből pedig lassan elkülönül egy korong alakú terület, ahol a csillagképződéshez hasonló folyamatként létrejönnek a bolygók (természetesen nukleáris folyamatok nélkül).
Attól függően, hogy az eredeti ködben milyen elemek csoportosultak változó méretű és számú bolygó alakulhat ki az újdonsült napunk körül. Legbelül lesznek a nagysűrűségű bolygók a kőzetbolygók sorában (amilyen például a Merkúr), hiszen a csillagszél (ha nem a Napról, hanem másik csillagról beszélünk, így hívjuk) kifújja a kis tömegű atomokat. A középső részen találhatók a kőzetbolygók és a gázbolygók (kőzetbolygó a Föld is, gázbolygók például a Jupiter vagy az Uránusz). 
Nagyon fontos megjegyezni, hogy akkor nevezhető egy égitest csak bolygónak, ha:

-	Rendelkezik akkora tömeggel, hogy a hidrosztatikai egyensúly közel gömbbé formálja.
-	Képes a pályáján keringve megtisztítani azt a törmelékektől, tehát „összesöpri” és magába gyűjti azokat.
-	Nincs akkora tömege, hogy a magjában beindulhasson a magfúzió.

Ezeket a kritériumokat figyelembe véve, belátható, hogy szegény kicsi Plútó nem maradhatott a bolygók sorában, hiszen a pályája nagyon excentrikus, mellesleg a térség, amiben kering, több hozzá hasonló törpebolygót és törmelékeket is magában foglal (a Plútó, mikor perihéliumban jár, közelebb van a Naphoz, mint a Neptunusz, aphéliumban jóval messzebb).

Ez hát a Naprendszer bolygóinak keletkezése dióhéjban. Elképzelhető, hogy néhány kialakulófélben lévő bolygót pár nagyobb társa (Jupiter, Szaturnusz) a hatalmas gravitációs erejüknek köszönhetően addig rángatott ide-oda (természetesen évezredekben, évmilliókban gondolkodunk), míg azok szétestek, majd kirepültek abba a térbe, létrehozva azt a dolgot, amit ma Oort-felhőként ismerünk. Egyébként az árapály erők hatását kiválóan megszemlélhetjük a Kisbolygóövet vizsgálva, hiszen valószínű, hogy az ott található sokmilliárdnyi aszteroida is így keletkezett. A Kuiper-öv a Neptunuszon túl szintén ilyen égitesteket tartalmazhat (közöttük a Plútót például). De mondhattam volna példának a Jupiter Io nevű holdját, ami a bolygójához annyira közel kering, hogy az árapály erők folyamatosan átformálják, kínozzák, minek következtében a Naprendszer legháborgóbb, vulkánokkal teletűzdelt égiteste gigantikus földrengésekkel, és több száz kilométerre kilövellő vulkáni hamufelhőkkel.
Az Oort-felhő objektumai nagyon lassan keringhetnek a Nap körül, mivel a távolság növekedésével annak a gravitációja már alig jelentkezik, így egy kisebb centrifugális erő is elegendő a pályán tartásukhoz. A rendszer kialakulásakor is eleve lassabban keringő szféráról van szó, bár az üstökös magok, mint azt már az előbb tárgyaltuk, nagy valószínűséggel nem magában a felhőben jöttek létre. Ez egy nagyon hideg, sötét és nagyon lassan változó terület. 
Érdemes ismét elgondolkodni azon, hogy mivel a Naphoz legközelebb eső csillag felé vezető útnak kb. az egynegyedéig terjed a felhő maximálisnak becsült külső határa, ezáltal a csillagközi tér nem is olyan üres, mint azt hinnénk.

Óriásbolygó

1999-ben vetette fel a lehetőségét két kutató annak, hogy az Oort-felhőben létezhet egy Jupiternél legalább 3-4-szer nagyobb óriásbolygó, esetleg barna törpe. Ugyebár a Jupiter gázbolygó, főleg hidrogénből áll, egyesek rebesgetik, hogy talán van egy kőzetmag a közepén, de ez még nem bizonyított. Valamint a Jupiter kialakulása nem sokban tért el egy csillag kialakulásától, hiszen a főként hidrogéngáz összehúzódása történt ott is, csak az elérhető tömeg volt az egyedüli döntő tényező. Ha a kialakuló égitest tömege a Jupiter tömegének legalább 80-szorosa, kigyúl csillagként. Ha ennél kisebb, attól még elindulhat benne másfajta magfizikai átalakulás, de ennek a teljes energiatermelése elenyésző egy csillag magjában lévő hidrogénfúzióéhoz képest.
Az ilyen nagytömegű égitesteket, amelyek megrekedtek a bolygó és a csillag státusz között úgy hívja a csillagászati nomenklatúra, hogy barna törpe.
Ha ott lenne a felhőben egy ilyen dolog, az magyarázatot adna arra, hogy az üstökös magok hogy jutnak be a belső Naprendszerbe, ahol a Jupiternél közelebb érve csóvát eresztve üstökösökké válnak. Tehát ez lenne az az égitest, ami az Oort-felhőben keringő objektumok pályáit elhajlítva behajítja azokat a Nap irányába, vagy éppen kifelé őket a Naptól még messzebbre.
Létezése ellen beszél viszont az, hogy tulajdonképpen már meg kellett volna találjuk, hiszen az infravörös távcsövek észlelnének egy ekkora hőforrást 25 ezer CsE távolságból. Lehet, hogy kisebb, mint gondolnánk?

A Sedna

Létezik egy nagyon érdekes égiteste a Naprendszernek. Egy alig 1000 kilométer átmérőjű törpebolygó, a Sedna. Extrém módon excentrikus a pályája. A naptávol az ő esetében 141 milliárd km (943 Cs.E.), míg a napközel 11,5 milliárd km (76 Cs.E.). Ez azt jelenti, hogy egy olyan objektumról van szó, ami egyszerre sorolható a Kuiper-övhöz és az Oort-felhőhöz. Egy teljes kört a pályáján kb. 11 ezer év alatt tesz meg. Az előbb említettem a Naptól való távolságot, ami befolyásolja a keringés sebességét, és egy teljes körhöz szükséges időt. Egy érdekes következménye ennek a hatalmas excentricitásnak, hogy ideje nagy részét a Sedna a tőlünk legtávolabbi pontján tölti, hiszen az aphéliumban még inkább lelassul a keringés sebessége. A perihéliumban (mikor Kuiper-öv objektummá válik) a leggyorsabb a mozgása, hiszen addig „zuhan” a Nap felé, gyorsul, majd a parittyahatás megint visszalövi az Oort-felhőbe, ahol újra lelassul.
Magyarul mintegy 5500 éven át csak gyorsul, majd tesz egy „gyors” és „éles” kanyart (ami még mindig nagyobb, mint a Neptunusz pályájának a görbülete), és már repül is ki a távolba. Milyen érdekes, hogy az emberiség írott történelme is körülbelül 5500 éves. És mivel ez a kis csoda égitest a felfedezésekor 90 CsE távolságra volt tőlünk, mondhatjuk, hogy azóta utazik felénk (legutoljára), amióta mi jegyezzük a létünket.
A keringési idő változása az excentricitás miatt okoz még furcsaságokat. 
Érdekességképpen említeném meg a Merkúr esetét, ami a bolygók között a másik véglet, hiszen átlagos 58 millió kilométeres (0,39 CsE) naptávolságával a legbelső bolygó. Annyira lassan forog a saját tengelye körül (egy fordulat ~58,5 nap), és olyan nagy a keringési sebessége (~88 nap egy merkúri év), hogy utóbbi megelőzi az előbbit a napközelpontjában. Ha akkor valami nagyon extrém öltözékben a felszínén állnánk, azt látnánk, hogy a Nap hajnalban felkel, megáll az ég egy pontján, majd pár nap múlva ugyanott lenyugszik, majd rövidesen újra felkel.
A Sednán persze ilyesmit nem láthatnánk, hiszen a megfordulási ideje eltörpül a 11 ezer évhez képest. Csak 2003 novembere óta tudunk erről az égitestről. A felszínén kb. mínusz 240 Celsius fokos a hőmérséklet, tehát alig 33 Kelvin. A felületére ráfagyott ammónia, metán és vízjég miatt elég nagy a fényvisszaverése, a színe pedig halvány vörös.

Felszíni kitörések

Amikor egy üstökös mag kellően megközelíti a Napot, elér egy ponthoz, amikor a felületén fagyott állapotban lévő anyagok már nem bírják tovább a csillagunk melegét, és olvadásnak, forrásnak indulnak. Mivel ezek a bolygókhoz képest parányi objektumok nem rendelkeznek légkörrel, így a Nap melegének a befogásakor nincs fékező (vagy inkább tompító) közeg. A Nappal átellenes oldalon nagyon hideg van, és amikor az immár üstökösnek hívott égitest úgy fordul, hogy a megfigyelt pontját éppen megérinti a napfény, percek alatt heves kitörések történhetnek, mivel ugyanennyi idő alatt a hőmérséklet több száz fokkal nő meg.
Érdekes élmény lenne egy ilyen eseményt közelről figyelni, esetleg a fülünket valamilyen módszerrel leszorítani a felszínre, és hallgatni azokat a hangokat, amiket ezek a flerek okozhatnak. A Jupiteren belülre jutott üstökös magok már átalakulnak üstökösökké, hiszen a kisebb forráspontú anyagok ilyenkor már egy ködszerű burkot (kómát) alkotnak a mag körül, amit a napszél lefújva létrejön a gigászi csóva. A Naprendszer keletkezésekor ezeket a könnyű gázokat ugyanígy hajtotta ki a csillag, hogy kintebb megállapodva létrejöhessen belőlük a négy gázbolygó.

* * *

Köszönöm, hogy elolvasta ezt a kis irományt! Semmi komoly szándékom nem volt vele, csak szerettem volna másokat is egy kicsit közelebb juttatni ahhoz az érzéshez, amit nekem jelent a Világegyetem, jelen esetben pedig az Oort-felhő érzékelése. A lemezek megírásakor az első számú célom volt, hogy megjelenítsem azt a hatalmas teret, ami minket körülvesz. Ezen kívül a tárgy rendkívül lassú változásának a szemléltetésére a zenei műfajok közül a doom adta magát.
Hogy miért nincs rajta szöveg? Szerintem nem lehet, vagy inkább felesleges szavakba önteni ezeket a dolgokat.
De talán inkább nem lehet…

Veszprém, 2012. szeptember 08.
										Nagaarum