Onde termina o Sistema Solar?

Esta é uma pergunta que já ouvi muitas vezes no passado e uma rápida pesquisa no site diz que não foi feita aqui, então achei que seria melhor perguntar (e responder). Sei que é raro alguém perguntar e responder sua própria pergunta, mas acho que poderia funcionar aqui, e agradeço as sugestões (incluindo outras respostas) de qualquer pessoa e todos aqui.

O Sol está a aproximadamente 4 anos-luz do sistema estelar mais próximo, o sistema Alpha Centauri. Os planetas do nosso Sistema Solar, no entanto, não estão nem perto disso tão longe do Sol. Onde termina o nosso Sistema Solar? A borda é considerada a órbita de Netuno, o Cinturão de Kuiper, a Nuvem de Oort ou algo mais?

Nota: esta pergunta no Physics SE é semelhante, mas as respostas postadas aqui vão em direções diferentes.

De acordo com a página da Case Western Reserve University, The Edge of the Solar System (2006), uma consideração importante é que

Todo o conceito de "borda" é um tanto impreciso no que diz respeito ao sistema solar, pois não há limites físicos para ele - não há muro atrás do qual haja um sinal que diga "O sistema solar termina aqui". Existem, no entanto, regiões específicas do espaço que incluem membros periféricos do nosso sistema solar e uma região além da qual o Sol não pode mais exercer nenhuma influência.

A última parte dessa definição parece ser uma definição viável da extremidade do sistema solar. Especificamente,

região limite válida para a "borda" do sistema solar é a heliopausa. Esta é a região do espaço onde o vento solar do sol encontra o de outras estrelas. É um limite flutuante estimado em aproximadamente 17,6 bilhões de milhas (120 UA) de distância. Observe que isso está dentro da nuvem de Oort.

Embora o artigo acima seja um pouco datado, a noção de heliopausa ainda é de interesse dos cientistas, particularmente a que distância ela está - portanto, o interesse pelas missões contínuas da Voyager , que afirma no site, que possui três fases :

• Choque de rescisão

A passagem pelo choque de terminação encerrou a fase de choque de terminação e iniciou a fase de exploração da heliosheath. A Voyager 1 cruzou o choque de terminação na 94 UA em dezembro de 2004 e a Voyager 2 cruzou na 84 AU em agosto de 2007.

(AU = Unidade Astronômica = distância média Terra-Sol = 150.000.000 km)

• Heliosheath

a sonda está operando no ambiente da heliosfera, que ainda é dominado pelo campo magnético do Sol e pelas partículas contidas no vento solar.

Em setembro de 2013, a Voyager 1 estava a uma distância de 18,7 bilhões de quilômetros (125,3 UA) do sol e a Voyager 2 a uma distância de 15,3 bilhões de quilômetros (102,6 UA).

Uma coisa muito importante a ser observada na página da Voyager é que

A espessura da heliosheath é incerta e pode ser de dezenas de UA, levando vários anos para atravessar.

• Espaço interestelar, que a página Voyager da NASA definiu como

A passagem pela heliopausa inicia a fase de exploração interestelar com a espaçonave operando em um ambiente dominado pelo vento interestelar.

A página de missão da Voyager fornece o diagrama a seguir dos parâmetros listados acima

É um pouco complicado, pois não sabemos a extensão total da dinâmica, uma observação recente relatada no artigo Uma grande surpresa da borda do Sistema Solar revela que a borda pode ficar embaçada.

um reino estranho de bolhas magnéticas espumosas,

O que é sugerido no artigo pode ser uma mistura de ventos solares e interestelares e campos magnéticos, afirmando:

Por um lado, as bolhas pareceriam um escudo muito poroso, permitindo que muitos raios cósmicos atravessassem as lacunas. Por outro lado, os raios cósmicos poderiam ficar presos dentro das bolhas, o que tornaria a espuma um escudo muito bom.

Aqui está a minha resposta. Vou tentar torná-lo o mais abrangente possível.

É muito difícil definir a borda do sistema solar . A maioria das pessoas provavelmente a definiria como onde os objetos não estão mais ligados gravitacionalmente ao Sol. Isso apenas muda um pouco a questão: onde está essa linha divisória? Para tentar responder a isso, vou abordar as regiões do Sistema Solar.

A primeira região é o domínio dos planetas internos - basicamente tudo, desde o cinturão de asteróides para dentro. É composto por Marte, Terra, Vênus, Mercúrio, suas luas e todos os objetos menores que os cercam. O sistema solar interno é muito rochoso, como se pode imaginar. Os planetas terrestres são feitos principalmente de rochas, assim como os asteróides e as luas dos planetas internos.

A segunda região é o domínio dos gigantes de gás . Consiste em Júpiter, Saturno, Urano, Netuno, suas luas, sistemas de anéis e diversos corpos menores, como asteróides Trojan. Os gigantes gasosos tiveram uma grande influência no Sistema Solar quando ele foi formado, puxando pedaços de rochas, agarrando luas e possivelmente estabilizando ou desestabilizando órbitas. Alguns podem ter migrado para o exterior (conforme o modelo de Nice ), mas suas órbitas atualmente são estáveis. Os gigantes de gás são feitos em grande parte de gases, mas acredita-se que eles tenham núcleos sólidos ou fundidos. A composição de suas luas é familiar - mais como objetos no Sistema Solar interior.

O próximo é o cinturão de Kuiper . Às vezes, é apresentado como um primo do cinturão de asteróides, mas isso não é exato. Os corpos que compõem o Cinturão de Kuiper são pedaços de rocha e gelo. Exemplos notáveis ​​de corpos do Cinturão de Kuiper e / ou objetos trans-netunianos são os planetas anões Plutão, Sedna, Makemake e Haumea. Também existem muitos objetos menores, incluindo alguns cometas de curto período (embora estes façam parte mais apropriadamente do "disco disperso" menos conhecido). Embora existam teorias há anos sobre outro planeta, não é considerado provável. O cinto se estende de 30 a 50 UA.

Mais adiante ainda está a Nuvem Oort , em homenagem a Jan Oort. Observações de objetos na Nuvem de Oort são extremamente difíceis, se não impossíveis, portanto sua existência ainda não foi verificada. É preenchido por cometas de longo período e objetos menores. Estes também são compostos de rocha e gelo. Pensa-se que a Nuvem de Oort se estenda até incríveis 50.000 UA. Enquanto as outras regiões mencionadas até agora estão aproximadamente em aviões, a Nuvem de Oort é esférica.

Alguns consideram que a extremidade da nuvem de Oort é a extremidade do sistema solar, porque a maioria da massa do sistema solar está dentro dele, mas acredita-se que a fronteira entre o sistema solar e o espaço interestelar esteja dentro de seus limites internos: a heliopausa. Isso geralmente é aceito como o limite do Sistema Solar, porque é onde o vento solar encontra o meio interestelar. Isso geralmente é colocado em 121 AU - onde a Voyager 1 passou em 2013. A heliopausa é o limite mais distante da heliosfera , além do qual o meio interestelar assume o controle. As "camadas" internas são limitadas pelo choque de terminação e pela heliosheath.

Em resumo, enquanto o Sistema Solar é feito de muitas regiões, a heliopausa é considerada seu limite externo.

Mais uma vez, agradeço toda e qualquer contribuição referente a esta pergunta e resposta.

Sempre que vejo essa pergunta discutida, parece que a heliopausa, ou alguma variação dela, é dada como resposta - e é mencionado que a Nuvem de Oort se estende além dela.

Uma resposta mais correta, portanto, deve ser que termina na distância em que os objetos, para todos os efeitos práticos, não estão mais vinculados ao baricentro do sistema solar. Isso geralmente é definido pela Hill Sphere , que se aproxima da esfera de influência gravitacional.

Uma visão simples da extensão do Sistema Solar é a esfera Hill do Sol em relação às estrelas locais e ao núcleo galáctico. (1)

Isso se estende a duzentos e trinta mil UA, cerca de 3,6 anos-luz. Novamente, não uma parede. De acordo com (1) Cherbatov (1965) , os raios das esferas gravitacionais do sol podem ser subdivididos em:

• Esfera de atração até 4500 UA (atração do sol> atração do centro galáctico),

• Esfera de ação 60.000 UA (mais conveniente usar o sol como corpo central e centro galáctico como corpo pertubador nos cálculos orbitais) e, finalmente,

• Esfera de colina 230.000 UA (o objeto deve orbitar dentro deste limite para ser retido pelo Sol).

Acredito que a NASA esteja afirmando que não é apenas quando o vento solar, mas a atração gravitacional, muda ... Isso não quer dizer que o sol não tenha atração ou vento solar, mas que a influência do sol agora é menor que o ambiente circundante. Simplificando, quando o sol não está mais vencendo o cabo de guerra.