EL NÚVOL D'OORT

Les òrbites dels cometes presenten una àmplia gamma de grandàries, inclinacions i excentricitats. En el passat es va dividir els cometes en dos grups basats en el seu període orbital: els cometes de llarg període, amb períodes superiors a 200 anys, i els cometes de curt període, amb temps inferiors.

Els cometes de llarg període posseeixen dues particularitats destacables. La primera és que les seves òrbites tenen eixos majors molt grans. La segona és que la seva irrupció a la regió dels planetes és isotròpica, és a dir, que no existeix una direcció preferencial en el cel. A més a més, el 50% dels cometes de llarg període són retrògrads, la qual cosa és consistent amb que la seva distribució sia aleatòria.

Era una creença prou general que els cometes provenien de l'espai interestel·lar o que orbitaven les estrelles a molt gran distància d'elles, i que les pertorbacions gravitatòries podien provocar fins i tot que alguns poguessin ser capturats per estrelles veïnes. No obstant això, al 1950 l'astrònom holandès Jan Oort va fer notar el següent:

a) No havia sigut observat cap cometa que indiqués que provenia de l'espai interestel·lar.

b) Els cometes que s'endinsaven en el sistema solar haurien de sofrir pertorbacions per part dels planetes, principalment Júpiter, trobant que aquestes eren majors que el màxim d'intensitat de cometes de llarg període. Això significava que molts entraven en el sistema solar per primera vegada, doncs en cas contrari les seves òrbites ja haurien sigut modificades per les pertorbacions gravitatòries dels grans planetes.

c) Les òrbites dels cometes de llarg període tenien una acusada tendència a què els seus afelis se situessin cap a les 50.000 UA.

d) Els cometes no provenien de cap direcció preferencial.

A partir d'aquests fets va proposar que els cometes provenen d'un ampli núvol extern que s'ha de trobar en els confins del sistema solar. Aquest núvol, amb el decurs del temps, va ser anomenat núvol d'Oort. Estadísticament es calcula que pot haver-hi un bilió (1.000.000.000.000) de cometes, encara que és una simple especulació; ningú no ha pogut observar aquest núvol i molt menys els objectes que pugui posseir.

COMETES DE LLARG PERÍODE Distribució de l'energia orbital dels cometes nous de llarg període. L'escala superior és la dels semieixos majors en unitats astronòmiques. L'energia orbital és inversament proporcional al semieix major de l'òrbita. L'important màxim que s'observa es creu que correspon al núvol d'Oort  (P.R. Weissman, 1982).

El núvol d'Oort pot contenir una fracció important de la massa del sistema solar, tal vegada superior a la de Júpiter, encara que és només una especulació. Es pensa que pot ser una espècie de globus que embolcalla el sistema solar i la hipòtesi més acceptada és que està constituït per enderrocs de quan es va formar el sistema solar. En efecte, en els seus orígens el Sol estava rodejat per un núvol de gas i pols, a partir de la qual es van formar infinitat de planetèssims i, per agregació dels mateixos, els planetes. Part d'aquests planetèssims van experimentar grans alteracions orbitals com a conseqüència dels seus encontres amb cossos de gran massa (els proto-planetes) i d'aquesta forma van adquirir llargues òrbites quasi parabòliques i van quedar "emmagatzemats" en el núvol d'Oort, a una distància mitjana d'un any llum on encara que dèbil, la influència gravitatòria del Sol segueix sent dominant respecte a la de les estrelles més properes.

Representació esquemàtica del núvol d'Oort.

Oort també va proposar un mecanisme capaç d'enviar contínuament una petita fracció de cometes del núvol cap al sistema solar intern. Els trànsits casuals d'altres estrelles prop del núvol d'Oort pot alterar les òrbites dels cometes, fent possible que a l'atzar puguin ser enviats cap linterior del sistema solar. Es calcula que, en mitjana, aquestes pertorbacions estel·lars es produeixen una vegada cada 100 a 200 mil anys. Relacionat amb això, s'ha proposat l'existència de "pluges de cometes" per a explicar les grans extincions d'éssers vius a la Terra en els temps geològics. Si amb alguna regularitat el sistema solar sofreix aquests "bombardejos", seria una dificultat afegida a l'hora de determinar l'edat de la superfície dels planetes i satèl·lits mitjançant el recompte d'impactes meteorítics.

Un punt fosc a la teoria del núvol d'Oort és que al principi s'ha indicat que els afelis de la majoria de cometes de llarg període semblen situar-se cap a les 50.000 UA. Si els cossos que constitueixen el núvol d'Oort són els que van escapar del sistema solar, cabria esperar que s'haguessin escampat a molt distintes distàncies, en comptes de quedar majoritariament confinats en una franja aproximadament a la mateixa distància del Sol.

Curiosament, els objectes que constitueixen el núvol d'Oort semble que es van formar més propers del Sol que no el mateix cinturó de Kuiper. En efecte, molts dels petits cossos que es van formar prop dels planetes van ser expulsats fora del sistema solar a causa dels encontres gravitacionals, i han sigut desenvolupats diversos models que ho expliquen prou satisfactòriament. Els que van ser expulsats van poder constituir el núvol d'Oort, mentre que els que els més allunyats dels planetes, al no sofrir aquestes interaccions, van romandre al cinturó de Kuiper.

En ocasions, els sensats astrònoms també es diverteixen en les seves elucubracions i càlculs, intentant trobar el que semblen coses impossibles. L'èxit dels Alvarez al relacionar l'extinció dels dinosaures, fa 65 milions d'anys, amb l'impacte d'un gran meteorit amb la Terra, va aguditzar l'enginy de molts amb el fi d'explicar altres successos semblants mitjançant impactes. En gairebé totes aquestes hipòtesis, unes agoserades i altres amb possiblement major fonament matemàtic, intervé el núvol d'Oort.

Al 1977 dos geòlegs, A.G. Fisher i M. Arthur, van suggerir que les extincions de la vida marina a la Terra tenien lloc en cicles regulars d'uns 32 milions d'anys. J.J. Sepkoski i D. Raup, després d'un detallat estudi de cinc-centes famílies marines dels últims 250 milions d'anys, es van sorprendre al comprovar que la vida semblava desaparèixer en cicles d'uns 26 milions d'anys. Sepkoski s'havia passat anys reunint una exhaustiva sèrie de dades de les extincions, fent una relació de 3.500 famílies marines, incloent 50.000 gèneres fòssils i unes 250.000 espècies, indicant per a cada família l'època geològica de la seva aparició i desaparició. La primera gran extinció coneguda va ser la més mortífera, doncs va perir el 90% de totes les espècies marines. Va tenir lloc a finals del Pèrmic, fa uns 248 milions d'anys. Des de llavors, segons aquests científics, s'han produït altres 9 extincions, espaiades, més o menys, cada 26 milions d'anys.

El gràfic representa les distintes extincions biològiques hagudes durant els últims 250 milions d'anys. Les puntes dels màxims no poden ser presas al peu de la lletra com representatives de la intensitat de les extincions, perquè l'absència d'espècimens antics exagera els valors més recents. A més a més, quant més ens remuntem en el passat, més imprecisa és la datació cronològica.

Si per a molts ja era difícil d'admetre les causes de l'extinció de fa 65 milions d'anys, encara més increïble era que a intervals regulars un cos celeste vingués a xocar contra la Terra. Quina podria ser la causa? Es va demanar ajuda als astrofísics i als astrònoms per a donar resposta a l'enigma. I aquests van acudir sol·lícitament amb un aguserament no gens usual. Si s'havia descobert Neptú a partir del càlcul, per què no podia descobrir-se també mitjançant el càlcul les causes de les extincions massives? I a partir d'aquí va començar una sèrie d'elucubracions fantàstiques, una carrera per a veure qui aportava la hipòtesi més desgavellada i original. Això si, recolzada (disfressada?) més o menys amb números.

Es va començar especulant sobre l'activitat solar i la possibilitat de que pogués tenir uns màxims increïbles, amb gegantines erupcions cada 26 milions d'anys. Sense deixar el Sol, es va considerar després quina influència podria tenir el fet de que cada 33 milions d'anys aquest creua el pla galàctic. Aprofundint més en el tema, R.B. Stothers i R.M. Rampino van especular que al seu pas pel pla galàctic, el Sol podria trobar-se amb massius núvols de gas que podrien pertorbar els cometes del núvol d'Oort i dirigir-los cap al centre del sistema solar. Altres van discrepar d'aquesta suposició argumentant que els efectes de aquests núvols haurien de ser igual d'importants tant en el pla galàctic com quan el Sol passa per damunt o per sota.

Diversos experts en el núvol d'Oort van proposar que els efectes acumulatius de la matèria local en el pla perpendicular al disc galàctic, els anomenats discos mareals, eren molt més importants que els efectes gravitacionals intermitents creats a passar estrelles properes o núvols gegants de pols i gas.

Al 1995, J. Matese i P. Whitman de la Universitat Southwestern Louisiana i els seus col·legues M. Valtonen de Finlàndia i K. Innanen de Canadà, van intentar quantificar els efectes dels discos de marea. Els seus models numèrics de la dinàmica del núvol d'Oort suggereixen que a l'oscil·lar al igual que el Sol a través del pla galàctic, els discos de marea modulen el fluxe de cometes del núvol d'Oort en un factor de 4 a 1, amb el major efecte en el pla mig de la galàxia (Icarus 116, 255, 1995). Aquests resultats donen un nou impuls al mecanisme del període de 30 milions d'anys.

Les marees gravitacionals produides per la Via Làctia podrien enviar cometes del núvol d'Oort cap a l'interior del sistema solar a l'oscil.lar aquest en el pla galàctic.

Marese i D. Whitmire van perfeccionar els seus estudis de les pertorbacions sobre el núvol d'Oort (The Astrophysical Journal Letters, 20 novembre 1996). Les seves anàlisis d'un grup d'òrbites cometàries indiquen que tota la galàxia juga un paper en aquestes pertorbacions. Malgrat això, P. Weissman del Jet Propulsion Laboratory indica que aquests efectes només apareixen quan es pren en consideració un petit grup de cometes, al que Matese respon que únicament poden ser tinguts en compte aquells cometes quines òrbites  han sigut ben determinades.

Segons Matese, encara que els cometes només serien els responsables del 25% dels cràters d'impacte terrestres, són els que proporcionalment produeixen els majors cràters, de més de 100 km de diàmetre, que són els que ocasionen les extincions.

Némesis, l'estrella de la mort

Per la seva banda, R.A. Muller i M. Davis van proposar una espectacular hipòtesi digna de les millors novel·les de ciència ficció: el Sol podria ser una estrella doble, amb una allunyada companya que podria pertorbar el cinturó d'asteroides cada 26 milions d'anys i dirigir una pluja d'ells cap als planetes interiors del sistema solar. Però matemàticament la hipòtesi era inconsistent ja que l'òrbita de la suposada estrella seria inestable. Davis va posar en contacte Muller amb P. Hut, un especialista en dinàmica orbital. Aquest va modificar l'òrbita de la suposada companya del Sol i la va posar molt més lluny, de manera que els projectils "mortals" que ens llançaria no seria asteroides, sinó cometes del núvol d'Oort, encara que perquè pogués ser factible, basant-se en un suggeriment de J.G. Hills, van haver de situar la part més densa del citat núvol a una distància entre 1.000 i 10.000 UA, quan normalment s'admet que és molt més gran. Malgrat això, amb els números a la mà, cada 500 milions d'anys i durant un període de 700 mil anys, la pluja de cometes seria tan intensa, que d'assolir de ple a la Terra la convertirien en un autèntic colador, per la qual cosa el més probable era que la vida ja fés molt de temps que hagués desaparegut en el nostre planeta, si és que alguna vegada hagués pogut arribar a crear-se... Tot i així, al 1984 van donar a conèixer la seva hipòtesi suggerint que la seva estrella de la mort, en el cas de que fóra descoberta, portés el nom de Némesis, deessa grega quina comesa era la de perseguir sense parar els rics, orgullosos i poderosos, afegint que si l'estrella no era descoberta, seria el seu propi Némesis.

E.M. Shoemaker, especialista en asteroides, va mostrar la inviabilitat de la hipòtesi, el que no va ser motiu perquè, al 1984 s'iniciés la recerca de Némesis, una estrella nana roja que actualment hauria de trobar-se a 2,5 anys llum de nosaltres. En aquell temps van entrar també en acció D. Whitmire i J.J. Matese suggerint que l'astre de la mort podria ser el no descobert planeta X, que deuria orbitar al Sol en uns 1.000 anys i que, així com hauria de pertorbar als planetes exteriors, també hauria de ser afectat per ells, de manera que provocarien la rotació de la línia dels absides de la seva el·líptica òrbita, pertorbant el núvol d'Oort cada 26 milions d'anys. Aquesta hipòtesi va quedar descartada al 1989 quan la sonda Voyager 2 va demostrar que les suposades pertorbacions sobre els planetes gegants per part d'un cos més extern no existien, sinó que eren degudes a errors de càlcul.

Malgrat tot existeix Némesis?

De tant en tant, cada 15 o 20 anys surt en els mitjans de comunicació la notícia del descobriment d'algun planeta transplutonià, que més tard és desmentida o matisada. La darrera va ser una notícia de la BBC datada el 28 de setembre de 1999, indicant que el Dr. John Murray podria haver trobat un planeta a partir de les pertorbacions observades en un grup de 13 cometes, desviats de les seves òrbites per un cos massiu. Es tractaria d'un planeta (o tal vegada vegada petita estrella), varies vegades més massiu que Júpiter situat a unes 30.000 UA, és a dir, en ple núvol d'Oort o en la seva part interna. En aquests moments es trobaria en direcció a la constel·lació del Dofí i completaria la seva òrbita, retrògrada, en varis milions d'anys. El particular sentit de gir, contrari al dels altres planetes, indicaria que és un objecte errant capturat (o tal vegada de pas) per la gravetat solar i que s'hauria format en un altre lloc de la galàxia, possiblement escapat d'alguna estrella. El treball del Dr. Murray va ser enviat al Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i presentat en el DPS de l'AAS (American Astronomical Society) d'octubre de 1999. Un cos així, excepte a que per exemple radiï una quantitat important en l'infraroig, és impossible de detectar amb telescopis òptics, perquè a la distancia que es trobaria la llum del Sol és insuficient per a il·luminar la seva superfície. Per la seva banda, l'infatigable John J. Matese també va indicar que havia arribat a conclusions semblants i que volia publicar el seu estudi a la revista Icarus.

La notícia ha de ser presa amb les degudes reserves fins a no posseir més detalls de la troballa. Així, Brian Marsden, del Minor Planet Center, s'ha mostrat excèptic indicant que les presumptes òrbites dels cometes utilitzades en aquest estudi són imprecises, ja que es basen en poques observacions dels mateixos. Però potser, malgrat tot, Némesis existeix...  

Grup d'Estudis Astronòmics