Dodano: 01 październik 2020r.

„Pusta ekliptyka”. Odkryto drugą płaszczyznę Układu Słonecznego

W Układzie Słonecznym planety, asteroidy i większość innych obiektów, porusza się mniej więcej w tej samej płaszczyźnie orbitalnej. To tzw. płaszczyzna ekliptyki. Są jednak wyjątki, takie jak komety, zwłaszcza komety długookresowe, którym pokonanie każdej pełnej orbity zajmuje setki, a nawet dziesiątki tysięcy lat. Badania ruchu tych obiektów wskazują, że są one ustawione w jednej linii wzdłuż innej płaszczyzny, którą naukowcy nazwali „pustą ekliptyką”.

„Pusta ekliptyka”. Odkryto drugą płaszczyznę Układu Słonecznego

 

Gdyby spojrzeć na Układ Słoneczny z daleka, można by zobaczyć planety ustawione mniej więcej w jednej linii na płaszczyźnie okrążając Słońce – płaszczyźnie ekliptyki. Uważa się, że takie ustawienie jest pozostałością po formowaniu się Układu Słonecznego, z czasów, gdy płaski dysk pyłu wirujący wokół Słońca stopniowo formował się w planety, asteroidy i inne obiekty w naszym systemie planetarnym.

Są jednak obiekty, które poruszają się poza tą płaszczyzną. Głównie są to komety długookresowe, których okres orbitalny trwa od setek do tysięcy lat. Badania ruchu tych obiektów wskazują, że są one ustawione w jednej linii wzdłuż innej płaszczyzny, którą naukowcy nazwali „pustą ekliptyką”. Odkrycia te, których opis ukazał się na łamach pisma „The Astronomical Journal”, mogą rzucić więcej światła na to, jak powstawały komety w Układzie Słonecznym.

„Pusta ekliptyka”

Modele formowania się Układu Słonecznego sugerują, że nawet długookresowe komety pierwotnie powstawały w pobliżu ekliptyki, a dopiero później, w wyniku oddziaływań grawitacyjnych, w szczególności z gazowymi olbrzymami, zostały rozproszone po orbitach obserwowanych obecnie. W rzeczywistości nie możemy obserwować całych orbit długookresowych komet. Nie mamy po prostu odpowiedniej technologii, nie wspominając o tym, że orbity części tych obiektów są znacznie dłuższe niż ludzkie życie. Jednak gdy zbliżą się wystarczająco blisko Słońca, abyśmy mogli je wykryć, możemy wykorzystać ich trajektorie i prędkości, aby wywnioskować ich całe orbity.

Arika Higuchi z University of Occupational and Environmental Health oraz National Astronomical Observatory of Japan i jej współpracownicy od jakiegoś czasu pracują nad obliczeniem orbit komet długookresowych. Robiąc to, zauważyli coś interesującego w aphelium orbit tych komet, czyli w punkcie na orbicie znajdującym się najdalej od Słońca. Nawet przy wspomnianym wcześniej rozproszeniu komet po różnych orbitach, ich aphelium powinno pozostać blisko płaszczyzny ekliptyki. W przypadku niektórych komet długookresowych tak jest, ale istnieje też grupa komet długookresowych, dla których obliczenia nie wykazały aphelium zgodnego z ekliptyką. Zamiast tego wydawały się być ustawione wzdłuż innej płaszczyzny orbitalnej.

Ekliptyka jest zorientowana pod kątem 60 stopni w stosunku do płaszczyzny Drogi Mlecznej. Nowo odkryta „pusta ekliptyka” jest również nachylona pod kątem 60 stopni od płaszczyzny galaktyki, ale w przeciwnym kierunku.

Wpływ grawitacji Drogi Mlecznej

Układ słoneczny nie istnieje w izolacji. Znajduje się w galaktyce Drogi Mlecznej i jej pole grawitacyjne wywiera wpływ na nasz system. Jest on niewielki, ale nie do pominięcia. Higuchi wraz z zespołem zbadała wpływ grawitacji galaktycznej na orbity długookresowych komet. Z obliczeń wynika, że gdy weźmie się pod uwagę grawitację galaktyczną, aphelium komet długookresowych gromadzi się wokół dwóch płaszczyzn – dobrze znanej płaszczyzny ekliptyki oraz płaszczyzny „pustej ekliptyki".

Jak przyznali badacze, grawitacja galaktyki z czasem doprowadziła do zmiany orbit komet długookresowych. Stąd też wzięła się nazwa „pusta ekliptyka”, gdyż początkowo nie zawierała ona żadnych obiektów, a dopiero później wypełniły ją komety.

Naukowcy potwierdzili swoje ustalenia porównując je z obliczeniami numerycznymi wykonanymi częściowo na klastrze PC w Centrum Astrofizyki Obliczeniowej NAOJ. Porównanie wyników analitycznych i obliczeniowych z danymi dla długookresowych komet wymienionych w JPL Small Body Database NASA wykazało, że rozkład ma dwa szczyty, w pobliżu ekliptyki i „pustej ekliptyki”, zgodnie z przewidywaniami. Jest to mocna wskazówka, że ​​modele formacji są poprawne, a komety długookresowe powstały na ekliptyce.

 

Źródło i fot.: NAOJ