Обнаружена вторая плоскость выравнивания в Солнечной системе

Изучение движений комет показывает, что у Солнечной системы есть вторая плоскость выравнивания. Аналитическое исследование орбит долгопериодических комет показывает, что афелии комет, точки, в которых они наиболее удалены от Солнца, имеют тенденцию быть близко либо к хорошо известной плоскости эклиптики, где находятся планеты, либо к недавно обнаруженной «пустой эклиптики».

Это имеет важное значение для моделей того, как кометы первоначально образовались в Солнечной системе.

В Солнечной системе планеты и большинство других тел движутся примерно в одной орбитальной плоскости, известной как эклиптика, но есть исключения, такие как кометы.

Кометы, особенно долгопериодические кометы, на завершение каждой орбиты которых уходят десятки тысяч лет, не ограничиваются областью вблизи эклиптики; видно, как они приходят и уходят в разных направлениях.

Модели образования солнечной системы предполагают, что даже долгопериодические кометы первоначально сформировались около эклиптики, а затем были рассеяны по орбитам, наблюдаемым сегодня, в результате гравитационного взаимодействия, в первую очередь с газовыми планетами-гигантами.

Но даже при планетарном рассеянии афелий кометы, точка, в которой она наиболее удалена от Солнца, должен оставаться около эклиптики. Для объяснения наблюдаемого распределения необходимы другие внешние силы.

Солнечная система не существует изолированно — гравитационное поле галактики Млечный Путь, в которой находится Солнечная система, также оказывает небольшое, но немаловажное влияние.

Арика Хигучи, участник проекта NAOJ RISE, изучила влияние галактической гравитации на долгопериодические кометы посредством аналитического исследования уравнений, управляющих орбитальным движением.

Она показала, что с учетом галактической гравитации афелии долгопериодических комет имеют тенденцию собираться вокруг двух плоскостей.

Первая — хорошо известная эклиптика, но также есть и вторая «пустая эклиптика». Эклиптика наклонена по отношению к диску Млечного Пути примерно на 60 градусов. Пустая эклиптика тоже наклонена на 60 градусов, но в обратном направлении. Хигучи называет это «пустой эклиптикой», основываясь на математической номенклатуре и потому, что изначально она не содержит объектов, а лишь позже «заселяется» рассеянными кометами.

Хигучи подтвердила свои предсказания, сверяясь с численными расчетами, частично выполненными в Центре вычислительной астрофизики NAOJ.

Сравнение аналитических и расчетных результатов с данными для долгопериодических комет, перечисленных в базе данных малых тел НАСА JPL, показало, что распределение имеет два пика, около эклиптики и пустой эклиптики, как и предсказывалось. Это убедительный признак того, что модели образования верны и долгопериодические кометы сформировались на эклиптике.

Однако Хигучи предупреждает: «Острые пики находятся не точно в эклиптических или пустых плоскостях эклиптики, а около них. Исследование распределения наблюдаемых малых тел должно включать множество факторов. Подробное изучение распределения долгопериодических комет будет быть нашей будущей работой. Проект обзора всего неба, известный как Legacy Survey of Space and Time (LSST), предоставит ценную информацию для этого исследования».

Arika Higuchi. Anisotropy of Long-period Comets Explained by Their Formation Process, The Astronomical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-3881/aba94d