¿Todas las estrellas tienen una nube de Oort o es una ocurrencia rara?

¿Todas las estrellas tienen una nube de Oort como la nuestra que se llenará de cometas y otros objetos? Si no, ¿por qué no están alrededor de cada estrella?

Impresionante pregunta, especialmente porque sabemos muy poco de la respuesta.

Nadie sabe con certeza cómo se formó la Nube de Oort, lo expondré ahora mismo, pero la hipótesis actual es que originalmente era parte del disco protoplanetario del Sol . Todo el hielo y la roca se unieron en pequeños cuerpos, proto-cometas, por así decirlo. Si bien estos cuerpos estaban mucho más cerca del Sol de lo que están hoy, fueron arrojados lejos por las interacciones gravitacionales con los gigantes gaseosos. Otros cometas interestelares también podrían haber sido capturados por el Sol, agregando a la población.

Entonces, ¿por qué la nube de Oort es esférica? Después de todo, el disco protoplanetario era solo un disco plano. ¿Por qué se perturbaron las órbitas de los objetos? Bueno, los objetos de la Nube de Oort solo están ligados libremente al Sol, es decir, relativamente. Pueden ser influenciados por estrellas que pasan u otros objetos. Parece que las fuerzas de marea a escala galáctica, combinadas con la influencia de las estrellas que pasan, moldearon la Nube en su forma esférica actual.

Entonces, ¿qué nos dice todo esto? Bueno, sabemos que otras estrellas tienen discos protoplanetarios , ¿verdad? Algunos también tienen exoplanetas , gigantes gaseosos como Júpiter. También están sujetos a las fuerzas de marea y al paso de estrellas cercanas. Entonces, teóricamente, no hay razón por la cual otras estrellas no deberían tener nubes Oort.

Entonces, ¿podemos encontrarlos? La respuesta es, muy probablemente, no. Este es el por qué. De acuerdo con Wikipedia ,

La nube exterior de Oort puede tener billones de objetos de más de 1 km (0,62 mi) y miles de millones con magnitudes absolutas del sistema solar más brillantes que 11

Una magnitud absoluta de un objeto del sistema solar de 11 es muy tenue. Ahora, la magnitud aparente del objeto es cómo se vería desde una distancia dada; la magnitud absoluta es cómo se ve desde una distancia de 1 UA (en el caso de los objetos del Sistema Solar, esta cantidad se denota como ). Los objetos de la nube de Oort están a 2,000 - 50,000 (o más) UA de distancia - entonces estos objetos, para nosotros en el mismo sistema solar, tienen una magnitud aparente mucho más débil que 11.$H$

El punto de ese interludio mal explicado es que estos objetos son débiles. Muy débil. Y los objetos en las nubes de Oort alrededor de otras estrellas parecerían incluso más débiles. Usando el módulo de distancia , podemos calcular la magnitud aparente de un objeto si se conoce la distancia a ese objeto y su magnitud absoluta:

(desde aquí )

donde es la magnitud aparente, es una escala de normalmente se usa para las estrellas, y es la distancia en AU.$m$$M$$H$$d$

Dado un objeto de la Nube de Oort luz de distancia, puede averiguar qué tan brillante (o tenue) aparecería, dado que 1 año luz es 63241 UA. Pruebe esto con las distancias de las estrellas cercanas, y se dará cuenta de cuán oscuros serían los objetos en las Nubes de Oort de estas estrellas.$x$

Como nota final: no sabemos con certeza si existen otras nubes de Oort. Por lo que he podido encontrar, no tenemos telescopios suficientemente potentes para observar estas nubes hipotéticas, por lo que no sabemos (y puede que nunca) sepamos si existen.

Espero que esto ayude.

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Como descubrí en un enlace de una respuesta a esta pregunta sobre Física, hemos encontrado discos parecidos al Cinturón de Kuiper alrededor de otras estrellas. Esto significa que ciertamente es plausible que estas estrellas también tengan nubes Oort. Y se han detectado exocomets , que es otra buena señal.

Todas las estrellas podrían tener su propia nube de Oort, pero no todas. Como dice HDE, la nube de Oort estaba formada por material en el disco protoplanetario del sol y los cometas interestelares que fueron atrapados por el sol. Algunas teorías dicen que casi todos los cometas se formaron alrededor del Sol, y esto no nos permitiría decir mucho sobre los cometas alrededor de otras estrellas. Sin embargo, hay otros como Levison et al. en Capture of the Sun's Oort Cloud de Stars in Its Birth Cluster que afirman que la mayoría de los cometas tienen su origen en los discos protoplanetarios de otras estrellas. Esto debe ser así porque los modelos actuales no explican la cantidad de cometas en la nube de Oort.

El sol nació en un cúmulo estelar muy cerca de otras estrellas. Estas estrellas tendrían que ser la fuente de cualquier contribución significativa a la nube de Oort por parte de otras estrellas además del Sol. Es por eso que Levison et al. probó su hipótesis construyendo un cúmulo estelar joven y simulando su dinámica con un simulador de n cuerpos. Encontraron que su hipótesis fue confirmada por la simulación. Si cada estrella en el cúmulo estelar comienza con algunos cometas en sus respectivos discos protoplanetarios, entonces algunas estrellas recogen muchos más cometas de sus vecinos antes de abandonar el cúmulo estelar, como lo hizo el Sol hace mucho tiempo.

Recientemente escribí un simulador de cuerpo N para replicar su artículo. El resultado no está disponible en inglés, pero el experimento se describe brevemente aquí . Hay una animación allí que te ayudará a entender a qué me refiero. Mi simulador terminó siendo mucho más lento que el de ellos, así que no pude tener casi la misma cantidad de objetos en mis simulaciones, pero observé las mismas tendencias que ellos.

Para responder a la pregunta, vi que algunas estrellas perdieron todos sus cometas y también vi algunas estrellas que ganaron cometas. Todo dependía de la dinámica en el cúmulo estelar. Algunos lo dejaron muy temprano con solo los cometas que se formaron en sus propios discos protoplanetarios, algunos lo dejaron con más cometas que eso y algunos lo dejaron sin cometas. Basado en estas simulaciones, diría que, como comencé diciendo, todas las estrellas podrían tener su propia nube de Oort, pero todas las estrellas no.