Gdje završava naš Sunčev sustav?

Lokacija vanjske granice Sunčeva sustava točka je neslaganja među astronomima. Postoje tri moguća kandidata, koja “sva imaju zasluge”. Ali gdje zapravo završava naš Sunčev sustav?

Sunčev sustav predstavlja neizmjerno prostranstvo. U ovom kozmičkom kvartu nalazi se osam planeta, brojni patuljasti planeti, stotine mjeseci te milijuni asteroida i kometa, koji zajedno sa Sunčevom gravitacijom stvaraju dinamičan ples, kružeći brzinama od tisuća kilometara na sat. No, pitanje koje izaziva znatiželju je gdje zapravo završava ovo ogromno područje?

Odgovor varira ovisno o tome koga pitate i kako pojedinac definira Sunčev sustav. Prema NASA-i, tri su glavna kandidata za granice Sunčeva sustava: Kuiperov pojas, skupina stjenovitih tijela iza Neptunove orbite; heliopauza, granica Sunčeva magnetskog polja; te Oortov oblak, ogroman sferni oblak kometskih jezgri. Svaka od ovih granica ima svoje zastupnike i argumente koji idu u prilog njihovoj važnosti, čineći izbor među njima složenim zadatkom, kako ističe Dan Reisenfeld, istraživač iz Nacionalnog laboratorija Los Alamos, u komunikaciji s Live Science.

Međutim, postoji konsenzus među većinom astronomskih stručnjaka o jednoj određenoj granici.

Kuiperov pujas

Kuiperov pojas proteže se između 30 i 50 astronomskih jedinica (AJ) od Sunca, prema NASA-i. (Jedna astronomska jedinica jednaka je udaljenosti između Zemlje i Sunca.) Ova regija je ispunjena asteroidima i patuljastim planetima, kao što je patuljasti planet Pluton, koji su izbačeni iz unutarnjeg Sunčeva sustava jednostranim gravitacijskim nadmetanjima s planetima. Neki astronomi tvrde da bi Kuiperov pojas trebao se smatrati rubom Sunčeva sustava jer otprilike predstavlja rub gdje bi bio Sunčev protoplanetarni disk — vrtložni prsten plina i prašine koji je kasnije postao planeti, mjeseci i asteroidi. “Ako se Sunčev sustav usko definira samo kao Sunce i njegova planetarna tijela, tada se rub Kuiperovog pojasa može smatrati rubom Sunčeva sustava”, rekao je Reisenfeld. Ali neki astronomi, poput Mikea Browna iz Caltecha, smatraju da je ova definicija Sunčeva sustava previše jednostavna.

“To zapravo nije istina”, rekao je Brown za Live Science u e-mailu. “Stvari su se puno pomaknule — uglavnom prema van — otkako su planeti formirani.” To znači da Kuiperov pojas ne sadrži sve “stvari” Sunčeva sustava, poput neuhvatljivog, hipotetskog Planeta Devet, koji (ako postoji) vjerojatno leži daleko izvan Kuiperovog pojasa. U listopadu 2023. otkriće desetak novih objekata izvan Kuiperovog pojasa također je nagovijestilo da bi mogao postojati “drugi Kuiperov pojas” koji se nalazi još dalje. Neizvjesnost oko vlastitog vanjskog ruba ove regije stoga ga čini nepouzdanim granicom za cijeli Sunčev sustav, tvrde neki istraživači.

Heliopauza

Heliopauza je vanjski rub Sunčeva magnetskog utjecaja, poznat kao heliosfera. Na toj točki, tok nabijenih čestica emitiran od Sunca, poznat kao solarni vjetar, postaje preslab da bi odbio nadolazeći tok zračenja od zvijezda i drugih kozmičkih entiteta u Mliječnom putu. “Pošto je plazma unutar heliopauze solarnog podrijetla, a plazma izvan heliopauze međuzvjezdanog podrijetla, neki znanzsvenici smatraju heliopauzu granicom Sunčeva sustava”, rekao je Reisenfeld. Kao rezultat, prostor izvan heliopauze često se naziva i “međuzvjezdani prostor”, ili prostor između zvijezda, dodao je.

Dvije svemirske letjelice prešle su heliopauzu: Voyager 1, koji je prešao u 2012., i Voyager 2, koji je prešao u 2018. Kako su Voyageri prešli heliopauzu, brzo su otkrili promjene u vrstama i razinama magnetizma i zračenja koje su ih pogađale, što ukazuje na to da su prešli neku vrstu granice, rekao je Brown. Međutim, unatoč svom imenu, heliosfera nije savršena sfera. Umjesto toga, više je poput izduženog mjehura jer većinu međuzvjezdane plazme koja bombardira Sunčev sustav udara s jedne strane, što stvara lučni udarni val — zaobljeni udarni val koji odbija dolazno zračenje oko ostatka Sunčeva sustava. Ova struktura nalazi se oko 120 AJ od Sunca i stvara dugi rep koji se proteže barem 350 AJ od Sunca u suprotnom smjeru. Korištenje heliopauze za određivanje granica Sunčeva sustava stoga nas ostavlja s nesimetričnim susjedstvom, što je u suprotnosti s percepcijama nekih istraživača o planetarnim sustavima.

Oortov oblak

Oortov oblak je najdalja i najprostranija potencijalna granica Sunčeva sustava, protežući se do oko 100.000 AJ od Sunca, prema NASA-i. “Ljudi koji definiraju Sunčev sustav kao sve što je gravitacijski vezano za Sunce smatraju rub Oortova oblaka rubom Sunčeva sustava”, rekao je Reisenfeld. Za neke istraživače, to je jasan izbor za granicu Sunčeva sustava jer teoretski planetarni sustav sastoji se od svih objekata koji orbitiraju zvijezdu. “Ne razumijem kako itko smatra išta drugo osim Oortova oblaka rubom Sunčeva sustava”, rekao je Sean Raymond, astronom u Laboratoriju za astrofiziku Bordeaux u Francuskoj, za Live Science u e-mailu. “Svaka druga definicija čini se smiješnom. To je doslovno rub gdje nešto može orbitirati oko Sunca.” Međutim, drugi istraživači vjeruju da, budući da se Oortov oblak nalazi u međuzvjezdanom prostoru, leži izvan Sunčeva sustava čak i ako je vezan za našu zvijezdu.

Također postoji velika količina neizvjesnosti oko toga gdje Oortov oblak zapravo završava, što bi neki mogli tvrditi da ga čini jednako nepouzdanom granicom kao i Kuiperov pojas. Koja je granica najbolja? Od tri moguće granice, heliopauza je ona koju istraživači, i NASA, najčešće koriste za definiranje ruba Sunčeva sustava. To je zato što je najlakše odrediti i zato što su magnetska svojstva s obje strane znatno različita. “Tvrdio bih da je heliopauza granica jer to stvarno jest granica”, rekao je Reisenfeld. “Jednom kada je pređete, znate to.”

“Ali to ne znači da bi sve izvan heliopauze trebalo smatrati međuzvjezdnim objektom, kao što je međuzvijezdani objekt ‘Oumuamua”, dodao je Reisenfeld. “Oortov oblak izvorno je bio dio iste tvari iz koje su formirani planeti, pa je sastavljen od materijala Sunčeva sustava, a ne međuzvjezdanog materijala.” Ali dok su neki istraživači sretni što mogu odabrati stranu u ovoj raspravi, drugi ne vide razlog zašto Sunčev sustav ne može imati više granica. “Rekao bih da zapravo nema stvarne rasprave”, rekao je Brown. “Postoje samo različiti načini za definiranje ovisno o tome što je važno za pitanje koje pokušavate odgovoriti.”