Почему облако Оорта считается сферическим?

Большинство описаний облака Оорта изображают его как в основном сферическое распределение планетезималей, со случайным учетом внутреннего компонента, более напоминающего пончик. Это немного противоречит тому факту, что большинство протопланетных облаков и их производные объекты - планеты, астероиды, кометы и пыль - разрушатся до довольно четко определенной плоскости относительно рано в эволюции звездной системы.

Какие доказательства используются, чтобы постулировать это? Это происходит от численного моделирования солнечной системы? Или это помогает учесть наблюдаемые орбитальные наклонности реальных комет?

Никто не «видел» Облако Оорта (пока). Облако Оорта - это просто концепция, которая может объяснить, почему кометы с длительными периодами появляются со случайных направлений.

С современными приборами мы не можем обнаружить ни одну из этих комет «у источника». С помощью измерений невозможно даже показать, что на этом расстоянии может быть объект-спутник для Солнца (двоичный длиннопериод, с коричневым спутником-карликом, проходящим сквозь облако оортов, что может объяснить некоторые вещи о периодической массе -extinctions). Однако мы можем наложить некоторые ограничения на массу и расстояние такого объекта, но пока не можем доказать измерениями, что это невозможно. Это просто для того, чтобы показать, как мало информации у нас на этих расстояниях.

Единственное, что мы знаем об объектах, которые там находятся, - это то, что мы видим из объектов, которые появляются на нашем пути, и когда мы вычисляем орбиту, мы замечаем, что она исходит из той же области солнечной системы.

Изменить: эта публикация показывает, что миссия WISE смогла сузить его, показывая, что если коричневый карлик массой Юпитера существует в нашей солнечной системе, он должен быть по крайней мере на расстоянии 26000 а.е., чтобы оставаться под обнаружением пределы мудрости.

Суть не в том, чтобы сказать, существует или нет такой объект или нет, а в том, чтобы указать на то, что на этих расстояниях мы можем обнаруживать только массивные предметы по сравнению со средней кометой. Это показывает, что единственная информация, которую мы имеем о облаке Оорта, это косвенная информация от объектов, которые находятся на орбитах, проходящих через облако Оорта, и достаточно близко к Земле, чтобы мы могли их обнаружить.

Последний. Долгопериодические кометы появляются со случайных направлений.

В дополнение к ответу Марка у нас также есть основания ожидать сферического распределения.

Ниже приводятся некоторые предположения о том, как сформировалась наша солнечная система. Они стандартные, но мы не совсем уверены в их правильности. То, что я использую, обычно считается спорным - именно то, как возникли сами планеты, является наиболее проблематичным, но здесь не нужно.

В начале формирования солнечной системы газ и пыль имели бы довольно равномерное и сферическое распределение. Маловероятно, что облако будет иметь ровно 0 угловых моментов, то есть оно будет иметь угловой момент в некотором направлении.

Теперь газ, который находится достаточно близко к Солнцу, будет достаточно плотным, чтобы частицы регулярно взаимодействовали и сталкивались. Это заставляет угловой момент частиц выравниваться в направлении исходного чистого углового момента. Это связано с сохранением момента импульса.

Этот процесс создает доминирующий протопланетарный диск, с которым вы знакомы, оставляя тонкий слой газа и пыли низкой плотности в той же сфере.

Распределение частиц низкой плотности будет по существу бесстолкновительным. Поэтому они не будут выстраиваться в диск, независимо от того, имеют ли они чистый угловой момент или нет. Каждая частица вращается вокруг любой плоскости, на которой она находится.

Теперь к облаку Оорта ...

Доберитесь достаточно далеко от центра формирования нашего Солнца, и газ станет менее плотным. По существу, газ становится в основном бесстолкновительным, и предпочтительное выравнивание на диске становится менее вероятным. Оставайтесь достаточно близко, чтобы возникли достаточные взаимодействия и случайные неоднородности для планетезималей, каждый из которых выровнен по существу независимо от других. Они остаются редко распределенными и не сталкиваются в целом (в основном частицы только стали больше), и поэтому не выравниваются.

Модели, которые вы видите с областью, похожей на пончик, - это модели, в которых ожидается, что пыль и газ все еще достаточно взаимодействуют с самим собой, а остальная часть солнечной системы, как мы ее знаем, все еще (частично) попадает в предпочтительную выравнивание.