How big is 오르트 구름?

오르트 구름은 태양계를 둘러싸고 있다고 천문학자들이 생각하는, 행성들보다 훨씬 멀리 있는 얼음 천체들의 거대하고 대략 둥근 껍질이다. 바깥 가장자리는 태양에서 10,000~100,000천문단위(au) 사이 어딘가에 있는 것으로 여겨지며, 1au는 지구에서 태양까지의 평균 거리이다. 여기서 제시하는 크기는 지름 약 18조 킬로미터, 즉 1.9광년이며, 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 이는 가장자리가 약 60,000au 떨어져 있다고 보는 것으로, 위 범위 안에 드는 값이지만 측정값은 아니다. 이 구름은 혜성을 통해서만 간접적으로 알려져 있기 때문이다.

크기

오르트 구름의 크기를 측정한 사람은 아직 없다. 구름이 너무 멀리 있어서 NASA에도 이 구름을 직접 찍은 영상이 없다. 천문학자들이 이 구름에 대해 아는 내용의 상당 부분은 지구 가까이를 지나가는 혜성을 연구하여 얻은 것이다.

NASA는 구름의 안쪽 가장자리를 태양에서 2,000~5,000au, 바깥 가장자리를 10,000~100,000au 사이로 본다. 네덜란드 천문학자 얀 오르트는 1950년에 이 구름을 제안하면서 구름이 약 100,000au까지 뻗어 있을 것이라고 생각했다. 가장자리가 그렇게 멀다면 구름의 지름은 약 200,000au, 즉 3.2광년이 된다.

크기 비교

해왕성은 태양에서 약 30au 떨어진 궤도를 돈다. 여기서 제시한 지름으로 보면 오르트 구름의 지름은 해왕성의 궤도 지름의 약 2,000배이다.
지구에서 태양까지의 거리를 1센티미터로 줄인다면, 해왕성은 태양에서 30센티미터 떨어진 궤도를 돌 것이다. 오르트 구름은 20~50미터 거리에서 시작해 100미터에서 1킬로미터 사이 어딘가에서 끝날 것이다.
태양에서 60,000au 떨어진 가장자리는 4.2광년인 태양에서 프록시마 센타우리까지의 거리의 약 5분의 1이다. 가장자리가 100,000au에 있더라도 프록시마 센타우리까지 가는 길의 5분의 2에 못 미친다.
죽어 가는 별 주위의 가스 구름인 부메랑 성운은 길이가 약 2광년으로, 여기서 제시한 오르트 구름의 지름에 가깝다.
보이저 1호 우주선은 하루에 약 160만 킬로미터를 이동한다. NASA는 보이저 1호가 오르트 구름에 도달하는 데 약 300년이 걸리고, 구름을 통과하는 데는 어쩌면 3만 년이 걸릴 것으로 추정한다.

천문학자들이 이 구름이 있다고 생각하는 이유

오르트는 장주기 혜성이 어디에서 오는지를 설명하려고 이 구름을 제안했다. 이 혜성들은 태양을 한 바퀴 도는 데 시간이 너무 오래 걸려서, 대부분은 기록된 역사에서 한 번밖에 관측되지 않았다. 또 이 혜성들은 행성들이 공유하는 평평한 면을 따라서가 아니라 모든 방향에서 온다.

구름 속 천체들은 여러 다양한 각도로 태양을 돈다. 그래서 평평한 띠가 아니라 두꺼운 거품을 이루며, 이것이 구름이라고 불리는 이유이다. 이 안에는 수천억 개, 심지어 수조 개의 얼음 천체가 있을 수 있다.

이따금 무언가가 이 천체 중 하나를 교란하면, 그 천체는 태양을 향해 긴 낙하를 시작한다. 사이딩 스프링 혜성은 그런 여정 도중에 화성 아주 가까이를 지나갔으며, 약 74만 년이 지나야 돌아온다.

형성 과정

가장 유력한 견해는 오르트 구름의 천체들이 지금 있는 곳에서 만들어지지 않았다는 것이다. 행성이 형성된 46억 년 전 이후, 행성과 같은 물질로 이루어진 미행성체라는 많은 잔해 덩어리가 행성들 사이에 남아 있었다. 행성들, 주로 목성의 중력이 이 덩어리들을 사방으로 내던졌다. 일부는 태양계를 완전히 떠났다.

다른 일부는 긴 궤도로 던져져, 우리 은하의 중력이 잡아당길 만큼 멀리까지 갔다. 은하의 끌어당김이 이 천체들을 태양계 바깥 가장자리로 옮겨 놓았을 가능성이 크며, 그곳에서는 행성들이 더 이상 이들을 교란할 수 없었다. 한 총설 논문은 거대 행성들이 흩뿌린 물질의 약 5%가 오르트 구름에 자리 잡았다고 추정한다. 이 구름은 태양계에서 만들어지지 않은 천체를 붙잡았을 수도 있다.