Op een afstand van 50 000 en 100 000 Astronomische Eenheden (AE) van de Zon bevindt zich een mogelijke sfeer van grote, komeetachtige objecten bestaande uit ijs- en rotsbrokken. Deze sfeer, die bekend staat als de Oortwolk, werd gesuggereerd door de Nederlandse astronoom Jan Hendrik Oort en is vandaag de dag nog steeds de enige waarschijnlijke theorie die het ontstaan van langperiodieke kometen kan verklaren. De Oortwolk heeft de vorm van een bol met een straal van 1 à 2 lichtjaar en verklaart onder andere waarom kometen overal aan de hemel kunnen verschijnen. Tot op heden zijn er, naast kometen, geen objecten met zekerheid gekend uit de Oortwolk.
Geschiedenis
De vader van de Oortwolk is de Nederlandse astronoom Jan Hendrik Oort. Deze sterrenkundige, die algemeen beschouwd wordt als één van de grootste astronomen van de voorbije eeuw, werd geboren op 28 april 1900 in de Friese stad Franeker maar zijn ouders verhuisden al vlug naar Oestgeest. In 1917 ging Oort studeren aan de Rijksuniversiteit van Groningen, waar hij in 1921 zijn doctoraalexamen in de astronomie behaalde. Na een jaar te hebben gewerkt als assistent in Groningen, verhuisde Oort naar de Verenigde Staten om daar te gaan werken bij het observatorium van de prestigieuze universiteit van Yale. In 1924 ging hij echter terug naar Nederland, waar hij de rest van zijn leven werkte aan de universiteit van Leiden. Met zijn proefschrift over 'sterren met hoge snelheden' promoveerde Jan Hendrik Oort twee jaar later cum laude. Gedurende zijn leven promoveerde hij nog enkele malen, om uiteindelijk hoogleraar te worden aan de universiteit van Leiden. Oort overleed op 5 november 1992, waarop de bekende natuurkundige Subramanyan Chandrasekhar reageerde: "The great oak of astronomy has been felled and we are lost without its shadow". Hiermee benadrukte Chandrasekhar de enorme bijdrages van Oort aan de sterrenkunde. Ter ere van Jan Hendrik Oort werd in Franeker een fontein genoemd naar hem (de Oortwolk fontein). In de Friese stad Franeker bevindt zich ook het oudste werkende planetarium ter wereld (Koninklijk Eise Eisinga Planetarium).
Een van de onderzoeksdomeinen van Oort was het onderzoek van de melkweg. Zo bewees hij in 1927 de theorie van Lindblad dat de melkweg roteert door de beweging van sterren lange tijd nauwkeurig waar te nemen. Ook de massa (100 miljard zonnemassa's), de afstand tot het middelpunt in Sagittarius (30.000 lichtjaar) en de duur van één omwenteling van de melkweg werd door Oort bepaald. Een andere bijdrage aan de sterrenkunde was de mogelijke verklaring van waar de langperiodieke kometen afkomstig zijn. Aangezien deze overal aan de hemel kunnen verschijnen ging Oort er van uit dat er zich een enorme sfeer rond het zonnestelsel moest bevinden. In 1950 lanceerde hij zijn theorie van de wolk van objecten ver van de zon, die later naar hem genoemd zal worden. Op het moment van schrijven zijn er nog geen objecten in de Oortwolk zelf ontdekt, hoewel de ijsdwerg Sedna er vermoedelijk ooit deel van heeft uitgemaakt.
De Oortwolk
Na het ontstaan van het zonnestelsel vormden zich in de binnenste delen van het zonnestelsel de 8 planeten en Pluto. Hier en daar bleven er nog wat brokstukken over die nooit samenklonterden tot een planeet. Deze planetoïden bevinden zich voornamelijk tussen Mars en Jupiter, met elders nog kleinere verdichtingen waar de zwaartekracht van de Zon en een planeet elkaar opheffen. Achter de baan van Neptunus bevinden zich dan weer de transneptunianen, een aparte klasse van objecten. Een van de vele types transneptunianen zijn de zogenaamde ijsdwergen, die zich in de Kuipergordel bevinden. Deze zijn rechtstreekse overblijfselen van het ontstaan van ons zonnestelsel, maar zijn met te weinig om een planeet te vormen. In deze Kuipergordel bevinden zich duizenden objecten, op het eerste zich lijkt dit veel maar in het totaal is er vermoedelijk niet genoeg materie aanwezig om een planeet als de Aarde te vormen. De Kuipergordel verklaart onder andere het ontstaan van een 'planeet' als Pluto en de oorsprong van kortperiodieke kometen. Deze draaien in heel elliptische banen rond de Zon en hebben omlooptijden van enkele jaren tot meerdere honderden jaren. Kortperiodieke kometen zijn afkomstig uit de kuipergordel en hebben daar ook meestal hun aphelium. Waar de theorie echter geen verklaring voor geeft is van waar de langperiodieke kometen afkomstig zijn. Regelmatig komt er een nieuwe komeet te voorschijn op een willekeurige plaats aan de hemel. Deze kometen zijn meestal een heel stuk groter dan de kortperiodieke kometen en komen meestal voor de eerste keer in de nabije omgeving van de Zon. Indien de komeet zijn periheliumdoorgang overleefd zal deze op weg gaan naar zijn aphelium dat zich op vele honderden of duizenden AE bevindt. De omlooptijd van een langperiodieke komeet bedraagt dan ook meerdere tienduizenden jaren, sommige komen zelfs nooit meer terug. Vermoedelijk overleven de meeste van deze kometen hun twee of derde omloop rond de Zon niet, maar vallen ze uit elkaar in kleinere afzonderlijke kernen die ook vlugger sublimeren.
Een afbeelding die de opbouw van ons zonnestelsel illustreert.
Er wordt gebruik gemaakt van een logaritmische schaal, waarbij de afstand telkens x10 wordt gedaan.
Op de schaal zijn dus de volgende afstanden tot de Zon aangeduid: 1, 10, 100, 1000, 10.000 en 100.000 AE.
De enige waarschijnlijke verklaring momenteel is die van de Oortwolk. Deze stelt dat er zich nog buiten de Kuipergordel een veel grotere sfeer bevindt met mogelijk meer dan 10.000 miljard kometen. Deze kunnen in diameter variëren van enkele meters tot meerdere tientallen kilometers. Volgens het model van Oort is de Oortwolk een stabiele wolk van kometen waar nu en dan door onderlinge wisselwerkingen een komeet van koers veranderd en zo in een sterk elliptische baan rond de Zon terecht komt. De wolk van kometen zelf is waarschijnlijk onderverdeel in twee afzonderlijke wolken van objecten, een binnenste en buitenste. De binnenste Oortwolk zou een heel stuk kleiner zijn en dichter bij de Zon staan, hoewel dit een relatief begrip is. De meeste objecten bevinden van de binnenste wolk bevinden zich nog steeds meerdere honderden AE van de Zon. Vermoedelijk is de Oortwolk is een overblijfsel van het ontstaan van ons zonnestelsel, het is dus niet onwaarschijnlijk dat ook andere sterren uitgerust zijn met een sfeer van kometen rond de ster in kwestie. Aangezien de buitenste delen van de Oortwolk mogelijk op meer dan 2 lichtjaar van de Zon verwijderd is het mogelijk dat kometen van het ene zonnestelsel naar het andere kunnen reizen. Een van de gangbare theorieën is dat de langperiodieke kometen die in de binnenste delen van het zonnestelsel komen niet afkomstig zijn uit onze Oortwolk, maar uit de interstellaire ruimte in onze melkweg.
Objecten en onderzoek
Door de enorme afstand tot de Zon is het momenteel onmogelijk met de huidige waarnemingstechnieken om een object in de Oortwolk zelf te ontdekken. Wanneer een langperiodieke komeet echter in de buurt van de Zon komt kunnen we hem wel waarnemen. Het bekendste voorbeeld hiervan is vermoedelijke de komeet Hale-Bopp die in 1996 wekenlang de show stal aan de avondhemel. Gedurende 18 maanden was de komeet zichtbaar met het blote oog, waarmee hij op dit vlak recordhouder is. Een ander object dat mogelijk vroeger deel uitmaakte van de Oortwolk is Sedna, die in 2003 werd ontdekt. Het perihelium van Sedna ligt op 76 AE, was 60% verder gelegen is dan eender welk vorig gekend object. Het aphelium daarentegen ligt op meer dan 800 Astronomische Eenheden, waarmee Sedna tot de verst gekende object in ons zonnestelsel is. De ontdekking van Sedna heeft effect gehad op onze voorstelling van de Oortwolk, aangezien het object vermoedelijk deel uitmaakt van de binnenste Oortwolk hoewel deze iets verder van de Zon staat.
Het verst gekende object in het zonnestelsel, is 2006 SQ372 en staat op een afstand van 1500 à 1800 AE en heeft een omlooptijd van 22500 jaar. De grootte van dit rotsblok is een kleine 150km.
