Das Sonnensystem hat eine zweite Ebene – Umlaufbahnen von Langzeitkometen zeigen eine Ekliptik, die zur ersten tendiert

Versteckte Ekliptik: Unser Sonnensystem scheint mehr als nur eine Umlaufbahn zu haben – aber die zweite ist weitgehend unsichtbar, wie Astronomen herausgefunden haben. Demnach gibt es zusätzlich zur Planetenebene eine „leere Ekliptik“, in der einige Langzeitkometen umkreisen. Es ist um 180 Grad zur normalen Ekliptik geneigt und wurde durch die störenden Auswirkungen der galaktischen Gezeiten erzeugt.

Die Planeten und Monde unseres Sonnensystems bewegen sich alle auf einer gemeinsamen Ebene – sie umkreisen unseren Stern ungefähr auf der Höhe des Sonnenäquators. Diese Ausrichtung funktioniert der Ursprung Dieser Himmelskörper zurück in der Urwolke – eine flache, sich drehende Scheibe aus Gas und Staub. Auf der Außenseite unseres Sonnensystems gibt es jedoch Abweichungen: Die Umlaufbahnen einiger kleinerer Planeten und Langzeitkometen in der Oort-Wolke weichen von diesem Schema ab.

Mögliche Ursachen für die Störungen sind die in der Nähe der Passage von Sternen, aber auch eine bereits existierende „Zwillingsschwester‚Diskutiere die Sonne. Trotz dieser störenden Einflüsse muss die Aphelie, der am weitesten entfernte Punkt der Kometenbahn, immer noch ungefähr auf der Ebene der Ekliptik liegen – dies ist jedoch nicht der Fall.

Welche Rolle spielen galaktische Gezeitenkräfte?

Auf der Suche nach einer Erklärung hat Arika Higuchi vom Nationalen Astronomischen Observatorium Japans einen weiteren möglichen Störfaktor genauer untersucht: den Einfluss der Schwerkraft auf die Milchstraße. Es übt eine subtile Kraft auf unser Sonnensystem aus, die je nach Position variiert. „Diese galaktische Gezeitenkraft ist der dominierende Einfluss auf die Entwicklung der Himmelskörper in der Oort-Wolke“, sagt Higuchi.

Mithilfe umfangreicher Computersimulationen analysierte der Forscher daher, wie stark diese galaktischen Gezeiten die Umlaufbahnen von Objekten in der Oort-Wolke seit der Bildung des Sonnensystems beeinflusst haben. Anschließend vergleicht sie ihre Ergebnisse mit den Orbitalbeobachtungen von Langzeitkometen, die in der JPL-Datenbank (Jet Propulsion Laboratory) der NASA gespeichert sind.

Es gibt eine zweite „leere“ Ekliptik

Das Ergebnis: Wie erwartet leiten die Gezeitenkräfte der Milchstraße die Umlaufbahnen der Kometen über lange Zeiträume. Dies geschieht jedoch viel weniger chaotisch und willkürlich als bisher angenommen. Stattdessen zeigt die Simulation, dass sich die Aphelien von Langzeitkometen auf zwei Ebenen konzentrieren: der Ekliptik des Sonnensystems und einer zweiten Ebene, die dagegen geneigt ist.

„Wir nennen dieses zweite Flugzeug die ‚leere Ekliptik‘, weil es ursprünglich nicht bewohnt war“, sagt Higuchi. Die leere Ekliptik ist im Vergleich zur Ebene der Milchstraße ebenfalls um 60 Grad geneigt – genau in die entgegengesetzte Richtung.

Zwei scharfe Spitzen in der Kometenverteilung

Der Vergleich mit fast 600 Objekten aus der Kometendatenbank bestätigt dieses Ergebnis der Berechnungen und Simulationen: Die Verteilung ihrer Aphelien zeigte zwei Peaks – einen nahe der Ekliptik des Sonnensystems und einen zweiten nahe der leeren Ekliptik. „Diese scharfen Spitzen befinden sich nicht genau auf der Ekliptik oder der zweiten Ebene, aber sie liegen sehr nahe“, sagt Higuchi. Eine Analyse der Umlaufbahnen noch längerfristiger Kometen sollte klar machen, ob diese kleine Ablösung anhält oder nicht.

Ebenfalls interessant: Die Verteilung der Kometen auf den beiden symmetrischen Orbitalebenen führt auch zu Rückschlüssen auf ihren Ursprungsort. „Die Konzentration von Langzeitkometen aus der Oort-Wolke in der Ekliptik und der leeren Ekliptik ist ein Beweis dafür, dass sie einst alle Planetentiere in der Hauptebene des Sonnensystems umgeben haben“, sagt der Astronom. Erst im Laufe der Zeit führten störende Einflüsse dazu, dass diese Objekte auf abfallenden und oft sehr exzentrischen Straßen verbogen wurden. (Astronomical Journal, 2020; doi: 10.3847 / 1538-3881 / aba94d)

Quelle: Japan National Observatory

5. Oktober 2020

– Nadja Podbregar