Badanie ruchów komet wskazuje, że Układ Słoneczny ma drugą płaszczyznę wyrównania. Analityczne badanie orbit komet długookresowych pokazuje, że aphelia komet, punkty, w których znajdują się najdalej od Słońca, mają tendencję do opadania w pobliżu dobrze znanej płaszczyzny ekliptyki, na której znajdują się planety, lub nowo odkrytej „pustej ekliptyki”. Ma to ważne implikacje dla modeli dotyczących tego, jak komety powstawały pierwotnie w Układzie Słonecznym.
W Układzie Słonecznym planety i większość ciał poruszają się mniej więcej w tej samej płaszczyźnie orbitalnej, zwanej ekliptyką, ale są wyjątki, takie jak komety. Komety, zwłaszcza długookresowe, którym wykonanie jednego pełnego obiegu wokół Słońca zajmuje dziesiątki tysięcy lat, nie są ograniczone do obszaru w pobliżu ekliptyki; są postrzegane jako przychodzące i odchodzące w różnych kierunkach.
Modele formowania się Układu Słonecznego sugerują, że nawet długookresowe komety pierwotnie powstały w pobliżu ekliptyki, a później, w wyniku oddziaływań grawitacyjnych, w szczególności z gazowymi olbrzymami, zostały rozproszone na orbity obserwowane obecnie. Ale nawet przy rozpraszaniu, aphelium komety powinno pozostać blisko ekliptyki. Do wyjaśnienia obserwowanych różnic potrzebne są inne siły zewnętrzne. Układ Słoneczny nie istnieje w izolacji; pole grawitacyjne Galaktyki Drogi Mlecznej, w której się znajduje, również wywiera niewielki, ale nie niezauważalny, wpływ. Arika Higuchi, adiunkt na Uniwersytecie Zdrowia Pracy i Środowiska w Japonii, zbadała wpływ grawitacji Galaktyki na komety długookresowe poprzez analityczne badanie równań rządzących ruchem orbitalnym. Pokazała, że gdy weźmie się pod uwagę grawitację Galaktyki, aphelium komet długookresowych ma tendencję do gromadzenia się wokół dwóch płaszczyzn. Najpierw dobrze znana ekliptyka, ale także druga „pusta ekliptyka”. Ekliptyka jest nachylona w stosunku do dysku Drogi Mlecznej o około 60o. Pusta ekliptyka również jest nachylona pod kątem 60o ale w przeciwnym kierunku. Higuchi nazywa to „pustą ekliptyką” w oparciu o nomenklaturę matematyczną, ponieważ początkowo nie zawiera ona żadnych obiektów, a dopiero później jest wypełniona rozproszonymi kometami.
Higuchi potwierdziła swoje przewidywania, porównując je z obliczeniami numerycznymi wykonanymi częściowo na klastrze PC w Center for Computational Astrophysics NAOJ. Porównanie wyników analitycznych i obliczeniowych z danymi dla komet długookresowych skatalogowanych w bazie danych NASA JPL Small Body Database wykazało, że rozkład ma dwa szczyty, w pobliżu ekliptyki i pustej ekliptyki, zgodnie z przewidywaniami. Jest to mocna wskazówka, że modele formowania są poprawne a komety długookresowe uformowały się na ekliptyce. Jednak Higuchi ostrzega: „Ostre szczyty nie znajdują się dokładnie na ekliptyce lub pustych płaszczyznach ekliptyki, ale w ich pobliżu. Badanie rozmieszczenia obserwowanych małych ciał musi obejmować wiele czynników. W przyszłości naszą pracą będzie szczegółowe badanie rozmieszczenia komet długookresowych. Projekt badania całego nieba, zwany LSST (Legacy Survey of Space and Time), dostarczy cennych informacji do tego badania.”
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
Second Alignment Plane of Solar System Discovered
Anisotropy of Long-period Comets Explained by Their Formation Process
Źródło: NAOJ
Na ilustracji: Wizja artystyczna dotycząca rozmieszczenia komet długookresowych. Zbiegające się linie przedstawiają ścieżki komet. Płaszczyzna ekliptyki jest pokazana na żółto a pusta ekliptyka na niebiesko. Siatka tła przedstawia płaszczyznę dysku galaktycznego. Źródło: NAOJ
