Konstnärens intryck av spridningen av långtidskometer. De konvergerande linjerna representerar kometernas vägar. Ekliptikaplanet visas i gult och den tomma ekliptikan visas i blått. Bakgrundsrutnätet representerar planet för den galaktiska skivan. Kredit:NAOJ
En studie av kometrörelser indikerar att solsystemet har ett andra inriktningsplan. Analytisk undersökning av långperiodiska kometers banor visar att kometernas aphelia, den punkt där de är längst bort från solen, tenderar att falla nära antingen det välkända ekliptikplanet där planeterna finns eller en nyupptäckt "tom ekliptika". Detta har viktiga konsekvenser för modeller av hur kometer ursprungligen bildades i solsystemet.
I solsystemet, planeterna och de flesta andra kroppar rör sig i ungefär samma omloppsplan, känd som ekliptikan, men det finns undantag som kometer. kometer, speciellt kometer med långa perioder som tar tiotusentals år att fullborda varje omloppsbana, är inte begränsade till området nära ekliptikan; de ses komma och gå i olika riktningar.
Modeller av solsystemsbildning tyder på att även långperiodiga kometer ursprungligen bildades nära ekliptikan och senare spreds ut i de banor som observeras idag genom gravitationsinteraktioner, framför allt med gasjättens planeter. Men även med planetarisk spridning, kometens aphelion, den punkt där det är längst bort från solen, bör förbli nära ekliptikan. Andra yttre krafter behövs för att förklara den observerade fördelningen.
Solsystemet existerar inte isolerat; Vintergatans gravitationsfält där solsystemet finns utövar också ett litet men icke försumbart inflytande. Arika Higuchi, en biträdande professor vid University of Occupational and Environmental Health i Japan och tidigare medlem i NAOJ RISE Project, studerade effekterna av den galaktiska gravitationen på kometer med långa perioder genom analytisk undersökning av ekvationerna som styr omloppsrörelsen.
Hon visade att när man tar hänsyn till den galaktiska gravitationen, aphelia av kometer med långa perioder tenderar att samlas runt två plan. Först den välkända ekliptikan, men också en andra "tom ekliptik". Ekliptikan lutar ungefär 60 grader i förhållande till Vintergatans skiva. Den tomma ekliptikan lutar också 60 grader, men i motsatt riktning. Higuchi kallar detta den "tomma ekliptikan" baserat på matematisk nomenklatur och eftersom den initialt inte innehåller några objekt, först senare befolkas med spridda kometer.
Higuchi bekräftade sina förutsägelser genom att korskontrollera med numeriska beräkningar utförda delvis på PC-klustret vid Center for Computational Astrophysics av NAOJ. Att jämföra de analytiska och beräkningsmässiga resultaten med data för kometer med långa perioder listade i NASA:s JPL Small Body Database visade att fördelningen har två toppar, nära ekliptikan och tom ekliptika som förutspått. Detta är en stark indikation på att formationsmodellerna är korrekta och långperiodiska kometer bildas på ekliptikan. Dock, Higuchi varnar, "De skarpa topparna är inte precis vid ekliptikan eller tomma ekliptiska plan, men nära dem. En undersökning av fördelningen av observerade små kroppar måste omfatta många faktorer. En detaljerad granskning av utbredningen av långtidskometer kommer att vara vårt framtida arbete. All-sky survey-projektet känt som Legacy Survey of Space and Time (LSST) kommer att ge värdefull information för denna studie."