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    Découverte du deuxième plan d'alignement du système solaire

    Vue d'artiste de la distribution des comètes à longue période. Les lignes convergentes représentent les trajectoires des comètes. Le plan de l'écliptique est représenté en jaune et l'écliptique vide est représentée en bleu. La grille de fond représente le plan du disque galactique. Crédit :NAOJ

    Une étude des mouvements des comètes indique que le système solaire a un deuxième plan d'alignement. L'étude analytique des orbites des comètes à longue période montre que l'aphélie des comètes, le point où ils sont le plus éloignés du Soleil, ont tendance à se rapprocher soit du plan écliptique bien connu où résident les planètes, soit d'une "écliptique vide" nouvellement découverte. Cela a des implications importantes pour les modèles de la formation initiale des comètes dans le système solaire.

    Dans le système solaire, les planètes et la plupart des autres corps se déplacent à peu près dans le même plan orbital, connu sous le nom d'écliptique, mais il y a des exceptions telles que les comètes. Comètes, en particulier les comètes à longue période prenant des dizaines de milliers d'années pour terminer chaque orbite, ne sont pas confinés à la zone proche de l'écliptique; on les voit aller et venir dans diverses directions.

    Les modèles de formation du système solaire suggèrent que même les comètes de longue période se sont formées à l'origine près de l'écliptique et ont ensuite été dispersées dans les orbites observées aujourd'hui par le biais d'interactions gravitationnelles, notamment avec les planètes géantes gazeuses. Mais même avec la diffusion planétaire, l'aphélie de la comète, le point où il est le plus éloigné du Soleil, doit rester près de l'écliptique. D'autres forces externes sont nécessaires pour expliquer la distribution observée.

    Le système solaire n'existe pas isolément; le champ gravitationnel de la Voie lactée dans laquelle réside le système solaire exerce également une influence faible mais non négligeable. Arika Higuchi, professeur assistant à l'Université de la santé au travail et de l'environnement au Japon et précédemment membre du projet NAOJ RISE, ont étudié les effets de la gravité galactique sur les comètes à longue période grâce à une étude analytique des équations régissant le mouvement orbital.

    Elle a montré que lorsque la gravité galactique est prise en compte, les aphélies des comètes à longue période ont tendance à se rassembler autour de deux plans. D'abord l'écliptique bien connue, mais aussi une seconde "écliptique vide". L'écliptique est inclinée par rapport au disque de la Voie lactée d'environ 60 degrés. L'écliptique vide est également inclinée de 60 degrés, mais en sens inverse. Higuchi appelle cela "l'écliptique vide" sur la base de la nomenclature mathématique et parce qu'initialement elle ne contient aucun objet, seulement plus tard étant peuplé de comètes dispersées.

    Higuchi a confirmé ses prédictions en les recoupant avec des calculs numériques effectués en partie sur le cluster PC du Center for Computational Astrophysics de NAOJ. La comparaison des résultats analytiques et informatiques avec les données des comètes à longue période répertoriées dans la base de données JPL Small Body de la NASA a montré que la distribution a deux pics, près de l'écliptique et de l'écliptique vide comme prévu. C'est une forte indication que les modèles de formation sont corrects et que des comètes à longue période se sont formées sur l'écliptique. Cependant, Higuchi met en garde, "Les pics aigus ne sont pas exactement sur les plans de l'écliptique ou de l'écliptique vide, mais près d'eux. Une enquête sur la distribution des petits corps observés doit inclure de nombreux facteurs. L'examen détaillé de la distribution des comètes à longue période sera notre futur travail. Le projet d'enquête sur tout le ciel connu sous le nom de Legacy Survey of Space and Time (LSST) fournira des informations précieuses pour cette étude. »


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