Spirale su čest motiv u astronomiji, a najpoznatiji primjer vrtložne strukture naša je galaksija, Mliječni put. Znanstvenici su uz pomoć NASA-inog superračunala nazvanog 'Pleiades' otkrili još jednu spiralnu strukturu na samom rubu Sunčevog sustava.

Ova se spirala unutar sferične strukture Oortovog oblaka sastoji se od milijardi ledenih tijela okruženih skupinom kometa. Iako se Oortov oblak nalazi na samom rubu našeg planetarnog sustava te se prostire na udaljenost oko 99.000 puta veću od udaljenosti Zemlje od Sunca, znanstvenici do sada nisu imali jasnu predodžbu o njegovoj strukturi.

'Otkrili smo da neki kometi u unutarnjem Oortovom oblaku, koji se proteže od 1.000 do 10.000 astronomskih jedinica (au), tvore dugotrajnu spiralnu strukturu', rekao je Luke Dones, znanstvenik iz Southwest Research Institutea i član istraživačkog tima, u izjavi za Space.com.

Dones je dodao da je tim bio iznenađen ovim otkrićem. 'Spirale prepoznajemo u Saturnovim prstenovima, diskovima oko mladih zvijezda i galaksijama. Svemir očito voli spirale!' Iako je u usporedbi s Mliječnim putem ova spirala relativno mala, istraživači su izračunali da se proteže na otprilike 15.000 astronomskih jedinica i da se nalazi pod pravim kutom (90 stupnjeva) u odnosu na ravninu Mliječnog puta.

'Samo mali dio kometa u Oortovom oblaku čini ovu spiralu', kaže Dones, 'ali i dalje govorimo o milijardama kometa.' Njihova istraživanja pokazuju da ova struktura nije privremena, već dugovječna i stabilna. Spiralna formacija još uvijek postoji u unutarnjem Oortovom oblaku, ali ju je izuzetno teško promatrati sa Zemlje.

Zamrznuta granica Sunčevog sustava

Oortov oblak je sloj kometa i ledenih tijela koji se nalazi daleko izvan orbite Neptuna, posljednjeg planeta Sunčevog sustava. Neptun je od Sunca udaljen oko 4,5 milijardi kilometara, a Oortov oblak se proteže i do 100.000 astronomskih jedinica od Sunca, što ga čini krajnjom granicom našeg planetarnog sustava. Smatra se da je upravo Oortov oblak izvor mnogih kometa koji povremeno putuju prema unutrašnjosti Sunčevog sustava i prolaze pored plinovitih divova poput Jupitera i Saturna te kamenih planeta poput Marsa i Zemlje.

Materijal unutar Oortovog oblaka datira još iz vremena formiranja Sunčevog sustava prije oko 4,5 milijardi godina. Ovi takozvani transneptunijski objekti sadrže smrznutu vodu.

Koristeći napredne računalne simulacije, znanstvenici su pratili putanje milijuna 'testnih čestica' koje predstavljaju komete kroz cijelu povijest Sunčevog sustava. Takve simulacije zahtijevaju ogromnu računalnu snagu, pa je za taj zadatak korišten NASA-in superračunalni sustav. Dones je istaknuo da je spiralnu strukturu unutar Oortovog oblaka prvi uočio tim stručnjaka za vizualizaciju iz Američkog prirodoslovnog muzeja (AMNH).

Kako pronaći nevidljivu spiralu?

Iako bi bilo moguće promatrati ovu spiralnu formaciju teleskopima, to bi bio izuzetno težak zadatak. Objekti u Oortovom oblaku odražavaju Sunčevu svjetlost, no njihova svjetlina drastično opada s udaljenošću – svjetlost se smanjuje s obrnuto proporcionalnom četvrtom potencijom udaljenosti.

'Da se Zemlja nalazila na unutarnjem rubu Oortovog oblaka, na udaljenosti od 1.000 astronomskih jedinica, bila bi vidljiva samo kroz iznimno veliki teleskop', objašnjava Dones. 'Kometi su mnogo manji i zbog toga je promatranje klasičnim teleskopima iznimno teško.'

Do sada su znanstvenici mogli proučavati Oortov oblak samo kada kometi iz njega uđu u unutrašnjost Sunčevog sustava i postanu vidljivi zbog Sunčeve svjetlosti. Međutim, kometi koji pripadaju spiralnoj strukturi u unutrašnjem Oortovom oblaku rijetko napuštaju svoju udaljenu orbitu, što ih čini još težima za proučavanje.

'Kometi iz vanjskog Oortovog oblaka lakše ulaze u unutrašnji Sunčev sustav zbog slabijeg utjecaja Sunčeve gravitacije, što znači da na njih mogu lakše utjecati prolazeće zvijezde', objašnjava Dones. 'Nasuprot tome, kometi u unutrašnjem Oortovom oblaku, a posebno oni u spirali, postaju vidljivi puno rjeđe.'

Ipak, znanstvenici polažu nade u buduće projekte poput Legacy Survey of Space and Time (LSST), desetogodišnjeg istraživačkog programa koji će provoditi opservatorij Vera Rubin, a čiji se početak očekuje kasnije ove godine.

'LSST bi trebao otkriti velike komete na udaljenostima izvan Neptunove orbite', kaže Dones. 'Spirala bi također mogla biti otkrivena proučavanjem toplinskog zračenja prašine u dalekim infracrvenim ili submilimetarskim valnim duljinama pomoću podataka prikupljenih zbog proučavanja kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja.'