Reise an die äußere Grenze des Sonnensystems: die Sphäre aus Milliarden von Kometen

Die Oortsche Wolke ist die entfernteste und abgelegenste Region unserer Sonnenumgebung und bildet eine riesige kugelförmige Schicht aus eisigen Körpern. Sie wird als gigantische Blase aus gefrorenen Trümmern vorgestellt, die die Sonne, die Planeten und den Kuipergürtel umgibt.

Diese Struktur wurde 1950 vom Astronomen Jan Oort theoretisiert, um den Ursprung und die zufällige Verteilung von Langzeitkometen zu erklären. Es wird angenommen, dass diese Körper in der Nähe der Riesenplaneten entstanden sind und später durch Gravitationsstörungen an den äußeren Rand des Systems geschleudert wurden.

Im Gegensatz zum Kuipergürtel, der eine flache Scheibe ist, hat die Oortsche Wolke keine bevorzugte Umlaufbahnrichtung. Aus diesem Grund wird sie als „Wolke” und nicht als „Gürtel” bezeichnet, da ihre Objekte in alle Richtungen wandern und einen Halo oder eine Kugel bilden.

Wissenschaftler schätzen, dass dieses kolossale Reservoir zwischen Hunderten von Milliarden und sogar Billionen eisiger Objekte mit einer Gesamtmasse von mehreren zehn Erdmassen enthält, und dass es sich dabei um Urkörper handelt, gefrorene Überreste aus der Zeit der Entstehung des Sonnensystems.

Im Grunde genommen ist die Oortsche Wolke die „Kinderstube“ der Langzeitkometen, also jener Kometen, die Tausende von Jahren benötigen, um die Sonne zu umkreisen, und die, wenn ihre Umlaufbahnen durch nahegelegene Sterne gestört werden, langsam in Richtung des inneren Sonnensystems fallen.

Skalen, die jede Vorstellungskraft übersteigen

Wir wissen, dass die Astronomische Einheit (AE), die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne, zur Messung von Entfernungen im Sonnensystem verwendet wird. Während der am weitesten entfernte Planet, Neptun, etwa 30 AE entfernt ist, erstreckt sich die Oortsche Wolke bis in viel größere Tiefen.

Der innere Rand dieser riesigen kugelförmigen Schicht liegt vermutlich zwischen 2.000 und 5.000 AE von der Sonne entfernt, während ihr äußerer Rand bis zu 100.000 AE entfernt sein könnte. Das bedeutet, dass ihre Grenze nach Schätzungen anhand der Aphelien von Kometen etwa ein Lichtjahr von uns entfernt ist.

Der äußere Rand der Oortschen Wolke markiert den Punkt, an dem die Schwerkraft der Sonne von der Anziehungskraft benachbarter Sterne übertroffen wird. Die Wolke kann sich bis zur Hälfte der Entfernung zum nächsten Stern erstrecken, einem riesigen, dunklen Gebiet.

Um diese Grenze zu veranschaulichen: Licht bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km/s. Sonnenlicht benötigt nur 17 Stunden, um die Heliopause, die vom Sonnenwind gebildete Blase, zu durchqueren. Es dauert jedoch bis zu anderthalb Jahre, um die Oortsche Wolke vollständig zu durchqueren.

Wir können es nicht direkt beobachten.

Aufgrund ihrer enormen Entfernung und der Schwäche ihrer Objekte bleibt die Oortsche Wolke eine rein theoretische Struktur. Die eisigen Körper, aus denen sie besteht, sind zu klein und zu dunkel, um mit den derzeitigen Teleskopen, denen die erforderliche Auflösung fehlt, direkt entdeckt zu werden.

Um den inneren Rand dieser Wolke zu erreichen, würde Voyager 2, das am weitesten entfernte von Menschen geschaffene Objekt, etwa drei Jahrhunderte benötigen. Und obwohl es sich bereits im interstellaren Raum befindet, würde es noch bis zu 30.000 Jahre brauchen, um den äußeren Rand zu passieren – eine unvorstellbare Zeitspanne.

Die Voyager-Missionen bieten einen Einblick in die Weite der Wolke. Diese langsame Reise, gemessen in menschlicher Zeit, zeigt, wie weit die tatsächliche Gravitationsgrenze unseres Sonnensystems von der planetarischen Nachbarschaft entfernt ist.

Seine Existenz lässt sich hauptsächlich aus den Umlaufbahnen von Langperiodenkometen ableiten, deren Aphelien sich in einer Entfernung von etwa 50.000 AE gruppieren. Diese Kometen, die kommen und gehen, sind der einzige beobachtbare Beweis für das Eisreservoir.

Die Kometenfabrik

Die Oortsche Wolke ist die Wiege der Kometen mit Umlaufzeiten von Tausenden oder sogar Millionen von Jahren. Sie unterscheiden sich von kurzperiodischen Kometen, die ihren Ursprung im Kuipergürtel haben, einer Region, die näher an der Ekliptikebene liegt.

Gelegentlich stört die Schwerkraft von Sternen, die in der Nähe des Sonnensystems vorbeiziehen, die Umlaufbahnen dieser eisigen Körper. Dieser subtile Einfluss treibt sie nach innen und beginnt ihre lange Reise als sichtbare Langperiodenkometen, wie wir sie von Zeit zu Zeit sehen.

Diese Langperiodenkometen sind entscheidend für die Bestätigung der Kugelform der Wolke. Im Gegensatz zu Objekten im Kuipergürtel können Langperiodenkometen aus jeder Richtung kommen, was die Verteilung eines umgebenden Halos widerspiegelt.

Es wird angenommen, dass die Objekte in dieser Wolke ursprünglich in derselben Region entstanden sind wie die Riesenplaneten. Später wurden sie durch die Schwerkraft ausgestoßen und blieben in den entferntesten Umlaufbahnen um die Sonne gefangen, wo sie den außerplanetarischen Kräften ausgeliefert waren.