Nube di Oort: Un guscio così vasto che Voyager 1 impiega 30.000 anni per attraversarlo

Nube di Oort: Un guscio così vasto che Voyager 1 impiega 30.000 anni per attraversarlo

Voyager 1, il veicolo spaziale più lontano mai lanciato, non raggiungerà la nube di Oort per circa 300 anni — e una volta arrivato, attraversarla completamente richiederebbe circa 30.000 anni. Nessun oggetto creato dall'uomo si è mai avvicinato nemmeno lontanamente a questa regione, e nessuno lo farà per molto tempo ancora. Eppure gli astronomi sono sicuri che esista.

La nube di Oort si ritiene sia una nube di miliardi di planetesimi glaciali che circondano il Sole a distanze che vanno da 2.000 a 200.000 UA (da 0,03 a 3,2 anni luce). Nessuno l'ha mai fotografata o attraversata; la sua esistenza è interamente dedotta dalle orbite delle comete che sembrano provenire da essa. Questo la rende una delle strutture più strane attribuite al Sistema Solare — un guscio così vasto da segnare il bordo pratico dell'influenza del Sole, costruito quasi interamente su prove indirette.

Ecco cosa dicono effettivamente queste prove: come è nata l'idea, come si pensa sia costruita la nube e come si collega a una manciata di oggetti ancora più strani e lontani che gli astronomi hanno effettivamente trovato.

Mille Cinture di Kuiper di distanza

La parte più interna della nube di Oort è più di mille volte più lontana dal Sole della fascia di Kuiper, del disco disperso e degli oggetti distaccati — tre serbatoi più vicini di oggetti transnettuniani che di per sé si trovano ben oltre Nettuno. Tutto ciò che si qualifica come "vicino" nel Sistema Solare esterno è ancora, relativamente parlando, accanto al Sole rispetto a dove inizia la nube di Oort.

Questo vuoto è esattamente il motivo per cui la nube non è mai stata osservata direttamente. Gli oggetti lì sono piccoli, glaciali e riflettono quasi nessuna luce solare a una distanza in cui la luce solare stessa è diventata troppo fioca per rivelare molto di nulla. Ogni missione capace di raggiungere quelle distanze è stata costruita per volare oltre a qualcos'altro interamente nel suo cammino verso l'esterno.

Due regioni, un enorme guscio

Si ritiene che la nube comprenda due regioni: una nube di Oort interna a forma di disco approssimativamente allineata con l'eclittica solare, chiamata anche nube di Hills, e una nube di Oort esterna sferica. Le due non hanno la stessa forma, non orbitano nello stesso modo, o, secondo alcune stime, non contengono nemmeno lontanamente lo stesso numero di oggetti.

Illustrazione che confronta la scala del Sistema Solare, della Fascia di Kuiper e della nube di Oort molto più grande
Un'illustrazione del Sistema Solare, della Fascia di Kuiper e della nube di Oort (non in scala). Foto: RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

La nube di Oort esterna sferica ha un raggio di circa 20.000-50.000 UA (0,32-0,79 anni luce), mentre la nube di Oort interna a forma di toro ha un raggio di 2.000-20.000 UA (0,03-0,32 anni luce). In altre parole, la nube interna da sola si estende su un intervallo di distanze più ampio dell'intera orbita di molti pianeti messi insieme, ed è comunque la più vicina delle due regioni al Sole.

Due astronomi, decenni di distanza

Nel 1932, l'astronomo estone Ernst Öpik propose un serbatoio di comete a lungo periodo sotto forma di una nube orbitante al bordo più esterno del Sistema Solare. L'idea attirò poca attenzione all'epoca. La sua esistenza è stata proposta di nuovo, indipendentemente, nel 1950 dall'astronomo olandese Jan Oort, in onore del quale l'idea è stata successivamente denominata — non quella di Öpik, anche se ci è arrivato prima.

Oort non stava inseguendo una domanda astratta. Stava cercando di spiegare qualcosa che non tornava circa le comete che gli astronomi conoscevano già, e il serbatoio che propose divenne la versione dell'idea che rimase.

Perché gli astronomi pensano che sia lì

Oort propose che i corpi in questa nube reintegrino e mantengano costante il numero di comete a lungo periodo che entrano nel Sistema Solare interno, dove vengono infine consumati e distrutti durante i passaggi ravvicinati al Sole. Senza un serbatoio come questo, le comete a lungo periodo avrebbero dovuto esaurirsi secoli fa, poiché ogni passaggio ravvicinato al Sole le erode un po' di più.

La cometa Hyakutake, una cometa a lungo periodo, fotografata contro il cielo notturno
La cometa Hyakutake, una cometa a lungo periodo del tipo che si pensa originato nella nube di Oort. Foto: Bill Ingalls, pubblico dominio, via Wikimedia Commons

Si pensa che le comete a lungo periodo originino nella nube di Oort, una nube sferica di corpi glaciali che si estende dal di là della fascia di Kuiper a metà strada verso la stella più vicina. Quel secondo dettaglio è facile saltare, ma significa che la nube di Oort non è solo una caratteristica del Sistema Solare nascosta oltre Nettuno — per alcune stime raggiunge approssimativamente a metà strada verso qualunque stella sia più vicina al Sole, offuscando la linea tra "il nostro sistema" e lo spazio interstellare.

Trilioni di corpi glaciali, più o meno

La nube di Oort esterna potrebbe contenere trilioni di oggetti più grandi di 1 km (0,6 mi), e miliardi di oggetti con diametri di 20 km (12 mi). Persino il più piccolo di quei due numeri è difficile da visualizzare; miliardi di oggetti delle dimensioni di una piccola città, individualmente troppo deboli da vedere, sparsi attraverso trilioni di UA di spazio vuoto.

Si ritiene che la nube interna di Hills sia ancora più affollata. La maggior parte delle stime posiziona la popolazione della nube di Hills a circa 20 trilioni, circa cinque-dieci volte quella della nube di Oort esterna, anche se il numero potrebbe essere persino dieci volte più grande ancora. Se queste stime reggono, la maggior parte del materiale cometario del Sole non era mai nella nube esterna più lontana e più nota — è stipato nella mensola interna più vicina e più densa.

Una mensola interna più densa con una storia di origine violenta

Molti scienziati pensano che la nube di Hills si sia formata da un incontro ravvicinato, approssimativamente 800 UA, tra il Sole e un'altra stella nei primi 800 milioni di anni del Sistema Solare, il che potrebbe aiutare a spiegare l'orbita eccentrica del pianeta nano Sedna. L'orbita di Sedna ha confuso gli astronomi precisamente perché nulla di essa si adatta: è troppo lontana perché la gravità di Nettuno l'abbia modellata, e troppo lontana da qualsiasi pianeta del tutto.

Un singolo antico incontro stellare risolverebbe entrambi i problemi in una volta — spiegherebbe perché la nube interna è stipata in modo così denso come sembra essere, e perché un oggetto come Sedna è finito su un percorso così allungato nel primo posto.

Spinti da stelle in transito e dalla Galassia stessa

Le comete non semplicemente fluttuano fuori dalla nube di Oort da sole. Cumulativamente, fino al 90% di tutte le comete provenienti dalla nube di Oort potrebbero essere il risultato della marea galattica — il dolce ma persistente tiro gravitazionale della Via Lattea stessa, che tira su oggetti così debolmente legati al Sole che persino quella forza fioca può dislocarli.

Le stelle in transito aggiungono occasionali spinte proprie. Si ipotizza che 70.000 anni fa la stella di Scholz abbia attraversato la nube di Oort esterna, anche se la sua bassa massa e l'alta velocità relativa limitarono il suo effetto. Guardando avanti, nei prossimi 10 milioni di anni la stella nota con la più grande possibilità di perturbare la nube di Oort è Gliese 710 — un passaggio lento e ravvicinato che, a differenza della stella di Scholz, ha abbastanza tempo e prossimità per importare.

Mondi distaccati e visitatori interstellari

Almeno nove oggetti distaccati sono stati identificati con certezza, di cui il più grande, più lontano e più noto è Sedna. Gli oggetti distaccati si trovano nello spazio tra la fascia di Kuiper ben mappata e la nube di Oort teorizzata, e ognuno scoperto finora è stato trattato come un possibile indizio di come appare effettivamente il bordo della nube interna.

Tuttavia, non tutto ciò che passa attraverso il Sistema Solare gli appartiene. A partire dal 2025, tre oggetti interstellari sono stati scoperti viaggiare attraverso il Sistema Solare: 1I/'Oumuamua nel 2017, 2I/Borisov nel 2019, e 3I/ATLAS nel 2025. A differenza delle comete della nube di Oort, che rimangono gravitazionalmente legate al Sole per miliardi di anni, questi tre provengono completamente dall'esterno del Sistema Solare e stanno semplicemente transitando — un utile promemoria che non ogni visitatore lontano è prova della nube stessa.

L'astronomo che ha inseguito la sua stessa cometa

All'età di 10 anni, Jan Oort era con suo padre sulla spiaggia a Noordwijk, nei Paesi Bassi, quando vide per la prima volta la cometa di Halley.

Jan Oort, professore di astronomia all'Università di Leiden, all'osservatorio Leiden Sterrewacht
Jan Oort, professore di astronomia all'Università di Leiden, alla Leiden Sterrewacht. Foto: Joop van Bilsen, pubblico dominio, via Wikimedia Commons

Nel 1986, 76 anni dopo, salì su un aereo e riuscì a vedere la famosa cometa ancora una volta. Ormai, il serbatoio di comete che aveva proposto decenni prima portava già il suo nome, anche se non era mai stato visto, e ancora non lo è.

Fonti