Per decenni, gli scienziati hanno teorizzato che oltre i confini del sistema solare, a una distanza fino a 50, 000 AU (0,79 ly) dal sole, c'è un'enorme nuvola di planetesimi ghiacciati conosciuta come la nuvola di Oort. Chiamato in onore dell'astronomo olandese Jan Oort, si ritiene che questa nube sia l'origine delle comete a lungo termine. Però, ad oggi, nessuna prova diretta è stata fornita per confermare l'esistenza di Oort Cloud.

Ciò è dovuto al fatto che la nuvola di Oort è molto difficile da osservare, essendo piuttosto lontano dal sole e disperso su una regione di spazio molto ampia. Però, in un recente studio, un team di astrofisici dell'Università della Pennsylvania ha proposto un'idea radicale. Utilizzando le mappe del Cosmic Microwave Background (CMB) create dalla missione Planck e da altri telescopi, credono che le nuvole di Oort intorno ad altre stelle possano essere rilevate.

Lo studio - "Sondaggio delle nuvole di Oort intorno alle stelle della Via Lattea con indagini CMB", recentemente apparso online – è stato guidato da Eric J Baxter, un dottorato di ricerca studente del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università della Pennsylvania. È stato raggiunto dai professori della Pennsylvania Cullen H. Blake e Bhuvnesh Jain (mentore principale di Baxter).

Ricapitolando, la nuvola di Oort è un'ipotetica regione dello spazio che si pensa si estenda tra 2, 000 e 5, 000 AU (0,03 e 0,08 ly) fino a 50, 000 AU (0,79 ly) dal sole - anche se alcune stime indicano che potrebbe raggiungere fino a 100, 000 a 200, 000 AU (1,58 e 3,16 l). Come la fascia di Kuiper e il disco sparso, la nuvola di Oort è un serbatoio di oggetti transnettuniani, sebbene sia migliaia di volte più distante dal nostro sole di questi altri due.

Si ritiene che questa nuvola abbia avuto origine da una popolazione di piccoli, corpi ghiacciati entro 50 UA dal sole che erano presenti quando il sistema solare era ancora giovane. Col tempo, si teorizza che le perturbazioni orbitali causate dai pianeti giganti abbiano fatto sì che quegli oggetti che avevano orbite altamente stabili formassero la fascia di Kuiper lungo il piano dell'eclittica, mentre quelli che avevano orbite più eccentriche e distanti formavano la Nube di Oort.

Secondo Baxter e i suoi colleghi, perché l'esistenza della nuvola di Oort ha giocato un ruolo importante nella formazione del sistema solare, è quindi logico supporre che altri sistemi stellari abbiano le proprie nuvole di Oort, che chiamano exo-Oort Clouds (EXOC). Come ha spiegato il Dr. Baxter a Universe Today via e-mail:

"Uno dei meccanismi proposti per la formazione della nube di Oort attorno al nostro sole è che alcuni degli oggetti nel disco protoplanetario del nostro sistema solare sono stati espulsi in ambienti molto grandi, orbite ellittiche per interazioni con i pianeti giganti. Le orbite di questi oggetti sono state poi influenzate da stelle vicine e maree galattiche, facendoli partire da orbite ristrette al piano del sistema solare, e per formare la nuvola di Oort ora sferica. Potresti immaginare che un processo simile potrebbe verificarsi attorno a un'altra stella con pianeti giganti, e sappiamo che ci sono molte stelle là fuori che hanno pianeti giganti".

Come hanno indicato Baxter e i suoi colleghi nel loro studio, rilevare gli EXOC è difficile, in gran parte per le stesse ragioni per cui non ci sono prove dirette per la nuvola di Oort del sistema solare. Per uno, non c'è molto materiale nel cloud, con stime che vanno da poche a venti volte la massa della Terra. Secondo, questi oggetti sono molto lontani dal nostro sole, il che significa che non riflettono molta luce o hanno forti emissioni termiche.

Per questa ragione, Baxter e il suo team hanno consigliato di utilizzare mappe del cielo a lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche per cercare segni di nuvole di Oort attorno ad altre stelle. Tali mappe esistono già, grazie a missioni come il telescopio Planck che hanno mappato il Cosmic Microwave Background (CMB). Come indicato da Baxter:

"Nel nostro giornale, usiamo mappe del cielo a 545 GHz e 857 GHz che sono state generate dalle osservazioni del satellite Planck. Planck è stato praticamente progettato *solo* per mappare la CMB; il fatto che possiamo usare questo telescopio per studiare le nuvole di exo-Oort e i potenziali processi collegati alla formazione dei pianeti è piuttosto sorprendente!"

Questa è un'idea piuttosto rivoluzionaria, poiché il rilevamento di EXOC non faceva parte dello scopo previsto della missione Planck. Mappando la CMB, che è "radiazione reliquia" rimasta dal Big Bang, gli astronomi hanno cercato di saperne di più su come l'universo si è evoluto dall'universo primordiale - circa. 378, 000 anni dopo il Big Bang. Però, il loro studio si basa sul lavoro precedente condotto da Alan Stern (il principale investigatore della missione New Horizons).

Nel 1991, insieme a John Stocke (dell'Università del Colorado, Boulder) e Paul Weissmann (del Jet Propulsion Laboratory della NASA), Stern ha condotto uno studio intitolato "An IRAS search for extra-solar Oort clouds". In questo studio, hanno suggerito di utilizzare i dati dell'Infrared Astronomical Satellite (IRAS) allo scopo di cercare gli EXOC. Però, considerando che questo studio si è concentrato su determinate lunghezze d'onda e 17 sistemi stellari, Baxter e il suo team hanno fatto affidamento sui dati di decine di migliaia di sistemi e a una gamma più ampia di lunghezze d'onda.

Altri telescopi attuali e futuri che Baxter e il suo team ritengono possano essere utili in questo senso includono il South Pole Telescope, situato presso la stazione del Polo Sud Amundsen-Scott in Antartide; l'Atacama Cosmology Telescope e l'Osservatorio Simons in Cile; il telescopio submillimetrico a grande apertura su pallone (BLAST) in Antartide; il telescopio Green Bank in West Virginia, e altri.

"Per di più, il satellite Gaia ha recentemente mappato in modo molto accurato le posizioni e le distanze delle stelle nella nostra galassia, " Ha aggiunto Baxter. "Questo rende la scelta degli obiettivi per le ricerche cloud exo-Oort relativamente semplice. Abbiamo utilizzato una combinazione di dati di Gaia e Planck nella nostra analisi".

Per testare la loro teoria, Baxter e il suo team hanno costruito una serie di modelli per l'emissione termica delle nuvole exo-Oort. "Questi modelli hanno suggerito che la rilevazione di nubi exo-Oort attorno alle stelle vicine (o almeno di porre limiti alle loro proprietà) era fattibile dati i telescopi e le osservazioni esistenti, " ha detto. "In particolare, i modelli hanno suggerito che i dati del satellite Planck potrebbero potenzialmente avvicinarsi al rilevamento di una nuvola exo-Oort come la nostra attorno a una stella vicina".

Inoltre, Baxter e il suo team hanno anche rilevato un accenno di segnale attorno ad alcune delle stelle che hanno considerato nel loro studio, in particolare nei sistemi Vega e Formalhaut. Utilizzando questi dati, sono stati in grado di porre vincoli alla possibile esistenza di EXOC a distanza di 10, da 000 a 100, 000 AU da queste stelle, che coincide grosso modo con la distanza tra il nostro sole e la nuvola di Oort.

Però, additional surveys will be needed before the existence any of EXOCs can be confirmed. These surveys will likely involve the James Webb Space Telescope, which is scheduled to launch in 2021. In the meantime, this study has some rather significant implications for astronomers, and not just because it involves the use of existing CMB maps for extra-solar studies. As Baxter put it:

"Just detecting an exo-Oort cloud would be really interesting, since as I mentioned above, we don't have any direct evidence for the existence of our own Oort cloud. If you did get a detection of an exo-Oort cloud, it could in principle provide insights into processes connected to planet formation and the evolution of protoplanetary disks. Ad esempio, imagine that we only detected exo-Oort clouds around stars that have giant planets. That would provide pretty convincing evidence that the formation of an Oort cloud is connected to giant planets, as suggested by popular theories of the formation of our own Oort cloud."

As our knowledge of the universe expands, scientists become increasingly interested in what our solar system has in common with other star systems. Questo, a sua volta, helps us to learn more about the formation and evolution of our own system. It also provides possible hints as to how the universe changed over time, and maybe even where life could be found someday.