对彗星运动的研究表明,太阳系有第二个排列平面。对长周期彗星轨道的分析研究表明,彗星的远日点,也就是它们离太阳最远的地方,往往要么落在行星所在的众所周知的黄道面附近,要么落在新发现的空黄道面附近。这对研究彗星最初是如何在太阳系形成的模型有着重要的意义。在太阳系中,行星和大多数其他天体在大致相同的轨道上运行,被称为黄道带,但也有例外,如彗星。彗星,特别是每个轨道需要几万年才能完成的长周期彗星,并不局限于黄道附近的区域,人们可以看到它们在不同的方向来来去去。
太阳系形成的模型表明,即使是长周期彗星最初也是在黄道附近形成的,后来通过引力相互作用散布到今天观察到的轨道上,最引人注目的是与气态巨行星的相互作用。但是,即使有行星散射,远日点,也就是它离太阳最远的地方,应该保持在黄道附近。还需要其他外力来解释观察到的分布。
太阳系并不是孤立存在的,它所在的银河系的引力场也有很小但不可忽略的影响。日本职业与环境卫生大学助理教授、NAOJ Rise计划前成员Arika Higuchi通过对轨道运动方程的分析研究,研究了星系引力对长周期彗星的影响。
她指出,考虑到星系引力,长周期彗星的远日点往往聚集在两个平面附近。第一个是众所周知的黄道,第二个是空的黄道。黄道相对于银河系的圆盘倾斜约60度。空黄道也倾斜60度,但方向相反。根据数学命名法,东口称其为空黄道带,因为最初它不包含任何物体,后来才被散落的彗星填满。
Higuchi通过与部分在NAOJ计算天体物理中心的PC集群上进行的数值计算进行交叉验证,证实了她的预测。将分析和计算结果与NASA喷气推进实验室(JPL)小天体数据库中列出的长周期彗星数据进行比较,发现彗星的分布有两个峰值,如预测的那样靠近黄道和空黄道。这有力地表明形成模型是正确的,是在黄道上形成的长周期彗星。然而,Higuchi警告说,尖锐的山峰并不完全在黄道面或空的黄道面上,而是在它们附近。对观测到的小天体分布的调查必须包括许多因素。详细研究长周期彗星的分布将是我们今后的工作。这项被称为“遗产时空调查”(LSST)的全天候调查项目将为这项研究提供有价值的信息。更多信息,请访问阿里卡·东口(Arika Higuchi)。从彗星的形成过程解释长周期彗星的各向异性,“天文学报”(2020)。电话:10.3847/15383881/aba94d