thumb|upright=1.3|Az Oort-felhő és a Kuiper-öv művészi ábrázolása bélyegkép|250px|jobbra|A Naprendszert alkotó égitestek méretarányos ábrázolása (fent balról jobbra, majd lent jobbról balra kell haladni)
Az Oort-felhő a Naprendszer legkülső tartományában, a Naptól mintegy – csillagászati egységnyi távolságok között található feltételezett üstököszóna, amelyben milliárdnyi üstökösmag kering.
Ha valamilyen külső hatás (például egy szomszédos csillag közelsége) megzavarja az Oort-felhőt, akkor egyes üstökösök megszökhetnek, mások pedig olyan pályára térhetnek, amelyen a Nap közelébe érve, a felmelegedés következtében gázburkot (kómát) bocsátanak ki, melyből csóva is keletkezhet. Az üstökös ilyenkor válik igazán látványossá.
A Naprendszer keletkezésekor a bolygókká alakuló protoplanetáris korong anyagának maradékából alakultak ki az Oort-felhőt alkotó üstökösmagok, de a keletkező Nap körüli nyílthalmaz közelben elhaladó többi csillagával kölcsönhatást folytatott a felhő, a benne keringő égitestek egy része más csillagok körül alakult ki.
Az Oort-felhő elhelyezkedése, a távolságot logaritmikus skálán feltüntetve|bélyegkép A Kuiper-öv és a szórt korong, a másik két Neptunuszon túli objektumcsoport kevesebb mint egy ezredrészére van az Oort-felhő távolságának. Az Oort-felhő külső kiterjedése meghatározza Naprendszerünk gravitációs határát.
Az Oort-felhő két különálló régióra bontható: egy gömb alakú külső Oort-felhő és egy korong alakú belső Oort- vagy Hills-felhő. Az Oort-felhőt felépítő tárgyak javarészt víz-, ammónia- és metánjégből állnak. A csillagászok úgy vélik, hogy az Oort-felhőt felépítő anyagok a Naphoz közel alakultak ki, majd az óriásbolygók gravitációs hatására szétszóródtak a Naprendszer fejlődésének korai szakaszában.
Bár nincsenek célzott megfigyelések az Oort-felhővel kapcsolatban, a csillagászok úgy vélik, hogy ez a forrása az összes hosszú periódusú és a Halley-típusú üstökösnek, melyek a Naprendszerbe lépnek, és sok Kentaur- és Jupiter-családú üstökösnek is. A külső Oort-felhő csak lazán kötődik a Naprendszerhez, és így könnyen fejti ki rá hatását az elhaladó csillagok gravitációs vonzása és a Tejútrendszer maga is. Ezek az erők esetenként elmozdíthatják az üstökösöket a felhőben lévő pályájukról, és a belső Naprendszer felé küldhetik. Pályájuk alapján a legtöbb rövid periódusú üstökös a szórt korongról érkezik, de néhány az Oort-felhőből eredeztethető. Bár a Kuiper-öv és a távolabbi szórt korong megfigyelt és feltérképezett, csak négy jelenleg ismert Neptunuszon túli objektum – a 90377 Sedna, a 2000 CR105, a 2006 SQ372 és a 2008 KV42 – tekinthető a belső Oort-felhő lehetséges tagjának.
Hipotézis 1932-ben Ernst Öpik észt csillagász feltételezte, hogy a hosszú periódusú üstökösök egy, a Naprendszer legszélén keringő felhőből származnak. Ezt az elképzelést egy holland csillagász, Jan Hendrik Oort 1950-ben újraélesztette, egy paradoxon megoldásának eszközeként: a Naprendszer létezése óta az üstökösök pályája változó; végső soron – a dinamika szabályai szerint – az üstökösnek össze kell ütköznie a Nappal vagy egy bolygóval, vagy a Naprendszerben található égitestek perturbációjának köszönhetően ki kell repülne. Sőt az üstökösök illékony összetétele azt jelenti, hogy azok újra és újra a megközelítik a Napot, és a sugárzás fokozatosan addig forralja az alkotóelemeiket, amíg az üstökös fel nem bomlik vagy egy szigetelő burok nem alakul ki rajta, amely megakadályozza a további kipárolgásokat. Így indokolta Oort, hogy egy üstökös nem alakulhat ki jelenlegi pályáján, és létezésének szinte egész ideje alatt egy külső területen kell tartózkodnia.
Az üstökösöknek két fő osztálya van: rövid periódusú üstökösök (más néven ekliptikus üstökösök) és hosszú periódusú üstökösök (más néven közel izotróp üstökösök). Az ekliptikus üstökösök viszonylag kis pályájúak (10 AU alattiak), és követik az ekliptikus síkot, amelyben a bolygók is keringenek. Szinte az összes izotróp üstökös pályája igen nagy, több ezer AU-s, és az ég bármely irányából feltűnhetnek. Oort megállapította, hogy van egy kiugrás azon közel izotróp üstökösök számában, amelyek apszispontja – a Naptól legtávolabb eső pályapontja – mintegy AU, és feltételezte, hogy van egy gömb alakú, izotróp eloszlású tározó ebben a távolságban. Azok a viszonylag ritka üstökösök, amelyek körülbelül AU-s pályán mozognak, valószínűleg többször is megkerülték a Naprendszert, és pályájukat a bolygók gravitációs ereje a rendszer belseje felé „húzta” el.
Felépítése és összetétele Az Oort-felhőről azt gondoljuk, hogy hatalmas, a Naptól számított 2000 és 5000 AU-tól (0,03 és 0,08 fé), AU-ig (0,79 fé) terjedő teret foglal el. Egyes becslések a külső peremét és AU (1,58 és 3,16 fé) közé teszik. A régió felosztható a gömb alakú külső Oort-felhőre – AU-ig (0,32–0,79 fé), és egy fánk (gyűrű) alakú belső Oort-felhőre 2000– AU-ig (0,03–0,32 fé). A külső felhőre csak gyengén hat a Nap gravitációja, és innen szakadnak el a hosszú periódusú (és esetleg a Halley-típusú) üstökösök a Neptunusz pályáján belülre. A belső Oort-felhő Hills-felhő néven is ismert, J. G. Hills után elnevezve, aki 1981-ben fedezte fel a létezését. A modellek szerint a belső felhőben tízszer vagy százszor annyi üstökösmag van, mint a külső halóban; úgy fest, ez egy lehetséges forrása a viszonylag vékony, külső felhő-utánpótlásának, minthogy az utóbbiban található üstökösök száma fokozatosan csökken. A Hills-felhő magyarázatot nyújt az Oort-felhő több milliárd éves létezésére.
A külső Oort-felhő elméletileg több billió objektumot tartalmaz, amely nagyobb mint 1 km (ezekből sok milliárd abszolút fényessége nagyobb, mint 11, ami megközelítőleg 20 km-es átmérőt jelent), a szomszédos objektumok általában több tízmillió kilométerre találhatók egymástól. A teljes tömege nem ismert, de feltételezve, hogy a Halley-üstökös alkalmas prototípusnak, az Oort-felhőben található összes üstökös együttes, becsült tömege 3×1025 kg (megközelítőleg a Föld tömegének ötszöröse). Korábban azt gondolták, hogy nagyobb tömegű (akár a Föld tömegének 380-szorosa), de a hosszú periódusú üstökösök méret szerinti eloszlásának jobb megismerése után a becsült értékek jóval kisebbek lettek. A belső Oort-felhő tömege jelenleg nem ismert.
Ha az üstökösök felépítését nézzük, az Oort-felhőt alkotó tárgyak különféle jégből állnak, úgymint a víz, metán, etán, szén-monoxid és hidrogén-cianid jege. Azonban az 1996 PW nevű objektum felfedezése, amely tipikus hosszú periódusú üstököspályán mozog, arra utal, hogy a felhő tartalmaz kőből felépülő objektumokat is. A szén-, ill. nitrogénizotóp aránya az Oort-felhőből származó és a Jupiter-családú üstökösök között kis különbséget mutat annak ellenére, hogy származásuk helye jelentősen különbözik. Ez arra enged következtetni, hogy mindkét típus az eredeti protoszoláris felhőből származik. A következtetést az Oort-felhőből származó üstökösök szemcséinek vizsgálata is alátámasztja, valamint a legutóbbi tanulmány a Jupiter-családú üstökösről, a Tempel 1-ről.
Eredete Az Oort-felhő feltételezhetően az eredeti protoplanetáris korong maradványa, amely a Nap körül alakult ki mintegy 4,6 milliárd évvel ezelőtt. A legszélesebb körben elfogadott elmélet az, hogy az Oort-felhő objektumai eredetileg a Naphoz sokkal közelebb alakultak ki, ugyanazon folyamat részeként, mint amelyben a bolygók és az aszteroidák is, de a fiatal gázóriás-bolygók, mint például a Jupiter, gravitációs kölcsönhatása a tárgyakat rendkívül hosszú, elliptikus vagy parabolikus pályákra vetette. Az Oort-felhő fejlődésének a Naprendszer kialakulásától napjainkig tartó szimulációja arra mutat rá, hogy a felhő tömege a kialakulása után megközelítőleg 800 millió évvel tetőzött, majd a növekedés irama és az ütközések gyakorisága lelassult, a fogyás mértéke kezdte meghaladni a felhő utánpótlását.
Julio Ángel Fernández modelljei arra utalnak, hogy a szétszórt lemez, amely a fő forrása a Naprendszerben található időszakos üstökösöknek, egyben az elsődleges forrása lehet az Oort-felhő objektumainak is. A modellek szerint az objektumok mintegy fele az Oort-felhő felé szóródik, míg egynegyede a Jupiter pályájára tolódik, a maradék negyed pedig hiperbolikus pályákra kerül.
Számítógépes modellek azt sugallják, hogy az üstököstörmelékek ütközése a kialakulás időszakában sokkal nagyobb szerepet játszik, mint korábban gondolták. E modellek alapján az ütközések száma a Naprendszer korai időszakában oly nagy volt, hogy a legtöbb üstökös elpusztult, mielőtt elérte volna az Oort-felhőt. Ezért gyaníthatóan az Oort-felhő jelenlegi együttes tömege sokkal kisebb, mint egykor lehetett. A felhő becsült tömege csak egy kis része az 50-100 Föld tömegű kilökődött anyagnak.
A közeli csillagok gravitációs kölcsönhatása és a galaktikus árapály még inkább kör alakúra módosította az üstökösök pályáját. Ez magyarázza a közel gömb alakú külső Oort-felhőt. Másrészt a Hills-felhő, mely erősebben kötődik a Naphoz, még csak kezd gömb alakot felvenni. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a belső Oort-felhő alakja nagyjából összeegyeztethető azzal a feltételezéssel, hogy a Naprendszer része egy 200–400 csillagot magában hordozó halmaznak. Ezek a korai csillagok valószínűleg szerepet játszottak a felhő kialakulásában, mivel a közeli csillagáthaladások a halmazon belül jóval nagyobbak voltak a mainál, ami sokkal gyakoribb zavarokat okozott.
2010 júniusában Harold F. Levison és mások úgy vélték a megerősített számítógépes szimulációk alapján, hogy a Nap „más csillagoktól szerzett üstökösöket, míg a születő halmazban volt”. Eredményeik arra utalnak, hogy „az Oort-felhő üstököseinek jelentős hányada, talán több mint 90%-a, más csillagok protoplanetáris lemezéből származik”.Harold F. Levison (2010), "Capture of the Sun's Oort Cloud from Stars in Its Birth Cluster" (Science June 10, 2010)
Üstökösök thumb|150px|A Hale–Bopp-üstökös, egy archetipikus, Oort-felhőből származó üstökös
Az üstökösök hihetőleg a Naprendszer két külön pontjáról származnak. A rövid periódusú üstökösök (amelyek pályája legfeljebb 200 év) általánosan elfogadottan a Kuiper-övből vagy a szórt lemezből származnak, ami két, egymással összefüggő sík lemez jeges törmelékből, túl a Neptunusz pályáján, 30–100 AU távolságra a Naptól. A hosszú periódusú üstökösök, mint a Hale–Bopp-üstökös, amelyeknek a pályája évezredekig is tarthat, az Oort-felhőből eredeteztethetők. A Kuiper-övben található pályák viszonylag stabilak, ezért azt feltételezik, hogy kevés üstökös származik innen. A szórt korong azonban dinamikusan aktív, és sokkal valószínűbb, hogy ez az üstökösök származási helye. A szórt korongból a külső bolygók tartományaiba lépő üstökösök az úgynevezett kentaurok. A kentaurok visszatérésükkor rövid periódusú üstökösökké válnak.
A rövid periódusú üstökösöknek két fő változata van: a Jupiter-családú üstökösök (azok, amelyeknél a pálya fél nagytengelye kevesebb, mint 5 AU) és a Halley-családú üstökösök. A Halley-családú üstökösök – nevüket a prototípusuk, a Halley-üstökös után kapták – szokatlanok, mert míg rövid periódusú üstökösök, forrásuk vélhetőleg az Oort-felhőben található, és nem a szórt lemezből erednek. Pályájukat alapul véve úgy vélik, ezek hosszú periódusú üstökösök, melyeket az óriásbolygók gravitációja csapdába ejtett, és a belső Naprendszerbe küldött. Ez a folyamat hozhatta létre a jelenlegi pályáját a Jupiter-családú üstökösök nagy részének, noha ezen üstökösök többsége forrásának a szórt lemezt vélik.