¿Por qué se supone que la nube de Oort es esférica?

La mayoría de las descripciones de la nube de Oort lo representan como una distribución principalmente esférica de planetesimales, con un margen ocasional para un componente interno que tiene más forma de rosquilla. Esto está ligeramente en desacuerdo con el hecho de que la mayoría de las nubes protoplanetarias y sus objetos derivados (planetas, asteroides, cometas y polvo) colapsarán en un plano bastante bien definido relativamente temprano en la evolución de un sistema estelar.

¿Qué evidencia se utiliza para postular esto? ¿Proviene de simulaciones numéricas del sistema solar? ¿O ayuda a explicar las inclinaciones orbitales observadas de los cometas reales?

Nadie ha "visto" la nube de Oort (todavía). La nube de Oort es simplemente un concepto que puede explicar por qué los cometas de período largo parecen provenir de direcciones aleatorias.

Con los instrumentos actuales, no podemos detectar ninguno de estos cometas "en la fuente". Tampoco es posible mostrar con mediciones que a esa distancia podría haber un objeto acompañante para el sol (binario de período largo, con una enana marrón que atraviesa la nube oort, lo que podría explicar algunas cosas sobre la masa periódica -extinciones). Sin embargo, podemos poner algunos límites a la masa y la distancia de dicho objeto, pero aún no podemos probar con mediciones que sea imposible. Esto solo para mostrar cuán pequeña es la cantidad de información que tenemos sobre estas distancias.

Lo único que sabemos sobre los objetos que están allí, es lo que vemos de los objetos que se nos presentan, y cuando calculamos la órbita, notamos que proviene de la misma región del sistema solar.

Editar: esta publicación muestra que la misión WISE ha podido reducirla, mostrando que si existe una enana marrón de masa de Júpiter en nuestro sistema solar, debe estar al menos a una distancia de 26,000 UA, para permanecer bajo la detección límites de WISE.

El punto no es decir si existe o no tal objeto, sino señalar que a esas distancias, solo podemos detectar cosas que son masivas, en comparación con el cometa promedio. Esto muestra que la única información que tenemos sobre la nube de Oort es información indirecta de los objetos que se encuentran en órbitas que atraviesan la nube de Oort, y lo suficientemente cerca de la tierra como para que podamos detectarlos.

El último. Los cometas de período largo parecen provenir de direcciones aleatorias.

Además de la respuesta de Mark, también tenemos razones para esperar una distribución esférica.

Lo siguiente hace algunas suposiciones sobre cómo se formó nuestro sistema solar. Son estándar, pero no estamos completamente seguros de su corrección. Lo que uso generalmente se considera no controvertido: es la forma en que surgieron los planetas lo que es más problemático, pero no es necesario aquí.

Al principio de la formación del sistema solar, el gas y el polvo habrían tenido una distribución bastante uniforme y esférica. Es poco probable que la nube tenga exactamente 0 momento angular neto, lo que significa que tendrá un momento angular neto en alguna dirección.

Ahora el gas que está suficientemente cerca del sol será lo suficientemente denso como para que las partículas interactúen y colisionen regularmente. Esto hace que el momento angular de las partículas se alinee en la dirección del momento angular neto original. Esto se debe a la conservación del momento angular.

Este proceso crea el disco protoplanetario dominante con el que está familiarizado, dejando una capa delgada de gas y polvo de baja densidad en la misma esfera.

Las distribuciones de partículas de baja densidad serán esencialmente sin colisión. Por lo tanto, no se alinearán en un disco, tengan o no un momento angular neto. Cada partícula orbita en cualquier plano en el que esté alineada.

Ahora a la nube de Oort ...

Si se aleja lo suficiente del centro de la formación de nuestro sol, el gas se vuelve menos denso. Como tal, el gas se vuelve casi sin colisión, y la alineación preferencial en un disco se vuelve menos probable. Manténgase lo suficientemente cerca y surgen interacciones suficientes e inhomogeneidades aleatorias para que los planetesimales se acumulen, cada uno alineado esencialmente de manera independiente de los demás. Permanecen escasamente distribuidos y sin colisión en su conjunto (básicamente, las partículas se han vuelto más grandes), por lo que no se alinean.

Los modelos que ves con una región similar a una rosquilla son los que esperan una región donde el polvo y el gas todavía interactuaban lo suficiente consigo mismo, y el resto del sistema solar como lo conocemos, todavía (parcialmente) cae en el preferido alineación.