Pourquoi ne pouvons-nous pas observer le nuage d'Oort avec un télescope?

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Le nuage d'Oort est une structure hypothétique basée sur notre observation de comètes à longue période. Il existe actuellement des propositions de conception de sondes pour confirmer l'existence du nuage d'Oort.

Nuage d'Oort

Maintenant, envoyer une sonde aurait d'autres avantages, mais pourquoi ne pouvons-nous pas observer le nuage d'Oort avec un télescope?

observational-astronomy oort-cloud

— appelé2voyage
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Je pense qu'une sonde Oort de notre vivant est irréaliste et en fait irrationnelle! Le nuage d'Oort démarre à environ 2000 UA. Il faudrait des générations pour y arriver avec une technologie de propulsion prévisible. Même si elle est lancée aujourd'hui, elle pourrait bien être dépassée par une sonde bien supérieure 50 ans plus tard. Et d'ailleurs, où aller si aucune cible n'a été observée par télescope auparavant? Le nuage d'Oort est un espace très vide. J'aimerais voir une de ces propositions pour une sonde Oort, parce que je ne comprends pas comment le concept pourrait fonctionner.

— LocalFluff

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"Même s'il est lancé aujourd'hui, il pourrait bien être dépassé par une sonde bien supérieure 50 ans plus tard." Ce sera toujours vrai et c'est un argument pour ne rien faire pour toujours.

— Marc

@Marc Ce n'est pas vrai si nous utilisons une forme de propulsion qui arrive dans les 50 ans.

— gerrit

D'où viendra cette forme de propulsion si nous ne prenons jamais la première mesure de construire le mieux que nous pouvons aujourd'hui et de l'utiliser? Si nous ne faisons jamais d'efforts sérieux, nous attendrons toujours la solution parfaite.

— Marc

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La résolution angulaire du télescope n'a vraiment aucune incidence directe sur notre capacité à détecter les objets du nuage d'Oort au-delà de la façon dont cette résolution angulaire affecte la profondeur à laquelle on peut détecter la lumière des objets faibles. Tout télescope peut détecter les étoiles, même si leurs disques réels sont bien au-delà de la résolution angulaire du télescope.

La détection d'objets du nuage d'Oort est simplement une question de détection de la lumière réfléchie (non résolue) exactement de la même manière que l'on détecte une étoile faible (non résolue). La confirmation de la nature du nuage d'Oort de l'objet viendrait alors en observant à intervalles d'environ un an environ et en obtenant une très grande parallaxe ( secondes d'arc). $>2$

La question revient à quelle profondeur devez-vous aller? Nous pouvons le faire de deux manières (i) à l'arrière du calcul de l'enveloppe en supposant que l'objet réfléchit la lumière du Soleil avec un albédo. (ii) Échelle la luminosité des comètes lorsqu'elles sont éloignées du Soleil.

(i) La luminosité du soleil est . Que la distance par rapport au nuage de Oort soit et le rayon de la (supposée sphérique) Oort objet soit . La lumière de l'incident solaire sur l'objet est . Si nous supposons maintenant qu'une fraction de cela se reflète uniformément dans un angle solide de . Ce dernier point est une approximation, la lumière ne sera pas réfléchie de manière isotrope, mais elle représentera une moyenne sur n'importe quel angle de vue. $L=3.83\times10^{26}\ W$ $D$ $R$ $\pi R^2 L/4\pi D^2$ $f$ $2\pi$

Pour une bonne approximation, comme au, on peut supposer que la distance de l'objet Oort à la Terre est également . Le flux de lumière reçu sur Terre est donc $D \gg 1$ $D$

F_{E} = f \frac{π R^{2} L}{4 π D^{2}} \frac{1}{2 π D^{2}} = f \frac{R^{2} L}{8 π D^{4}}

$F_{E} = f \frac{\pi R^2 L}{4\pi D^2}\frac{1}{2\pi D^2} = f \frac{R^2 L}{8\pi D^4}$

Mettre quelques chiffres en, laissez km et laissez au. Le matériau cométaire a un albédo très faible, mais soyons généreux et supposons . $R=10$ $D= 10,000$ $f=0.1$

F_{E} = 3 \times {dix}^{- 29} (\frac{F}{0,1}) {(\frac{R}{dix k m})}^{2} {(\frac{ré}{{dix}^{4} une u})}^{- 4} W m^{- 2}

$F_E = 3\times10^{-29}\left(\frac{f}{0.1}\right) \left(\frac{R}{10\ km}\right)^2 \left(\frac{D}{10^4 au}\right)^{-4}\ Wm^{-2}$

$1.4\times10^{3}\ Wm^{-2}$

(ii) La comète de Halley est similaire (rayon de 10 km, albédo bas) à l'objet fiducial Oort considéré ci-dessus. La comète de Halley a été observée par le VLT en 2003 avec une magnitude de 28,2 et à une distance de 28 au du Soleil. Nous pouvons maintenant simplement mettre à l'échelle cette magnitude, mais elle se mesure en distance à la puissance de quatre , car la lumière doit être reçue et nous la voyons ensuite réfléchie. Ainsi, à 10 000 UA, Halley aurait une magnitude de $28.2 - 2.5 \log (28/10^{4})= 53.7$ $f=0.1$ $R=10\ km$ $f$

L'observation de Halley par le VLT représente le summum de ce qui est possible avec les télescopes d'aujourd'hui. Même le champ ultra profond profond de Hubble n'a atteint que des magnitudes visuelles d'environ 29. Ainsi, un gros objet nuage d'Oort reste à plus de 20 magnitudes en dessous de ce seuil de détection!

La façon la plus pratique de détecter des objets Oort est lorsqu'ils cachent des étoiles de fond. Les possibilités pour cela sont discutées par Ofek & Naker 2010 dans le contexte de la précision photométrique fournie par Kepler. Le taux d'occultations (qui sont bien sûr des événements uniques et non répétables) a été calculé comme étant compris entre zéro et 100 dans l'ensemble de la mission Kepler, en fonction de la taille et de la distribution des distances des objets Oort. Pour autant que je sache, rien n'est encore arrivé.

— Rob Jeffries
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J'ai eu une conversation avec un doctorant européen qui prévoit de tenter de trouver des objets du nuage d'Oort dans les données du télescope spatial Gaia. Cela pourrait être possible grâce aux événements de microlentille lorsqu'un objet Oort transite (près) d'une étoile de fond et grossit de manière relativiste la lumière de l'étoile pendant un moment.

Le meilleur des cas est que dans quelques années, nous aurons une carte d'un nombre statistiquement utile d'objets cloud Oort. De quoi prétendre l'avoir "vu".

— LocalFluff
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En termes simples, c'est parce que les objets qui composent le nuage d'Oort, vestiges de la formation de notre soleil, sont à la fois trop petits et trop faibles pour que nous puissions les détecter. Ils sont faibles à cause de leur grande distance. Il y a une absorption minimale de la lumière du soleil et encore moins réfléchie. Si peu de lumière est réfléchie en arrière que même nos télescopes les plus avancés ne voient rien.

— peter jacob
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