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태양계에 두번 째 황도 존재. 정상횡도와 180도 기울어져.

태양계에는 두 번째 궤도면이 있다.
긴 주기 혜성 궤도는 첫 번째로 기울어진 황도를 보여준다.

숨겨진 황도 :
우리 태양계는 궤도면이 하나 이상인 것으로 보이지만 두 번째는 거의 보이지 않는다.
행성의 궤도면 옆에는 일부 긴 주기 혜성이 궤도를 도는 "빈 황도"가 있다.
정상 황도에 180도 기울어져 있으며 은하 조력의 방해 효과로 만들어졌다.

▲ 행성의 궤도면(노란색) 외에도 많은 긴 주기 혜성이 궤도를 도는 두 번째 "빈"황도(파란색)가 있다. © NAOJ

우리 태양계의 행성과 위성은 모두 공통 평면에서 움직인다.
그들은 태양 적도 수준에서 태양 주위를 돌고 있다.
이 방향은 가스와 먼지로 만들어진 평평한 회전 디스크인 태고의 구름에서 천체가 형성되는 것으로 거슬러 올라간다.
그러나 우리 태양계의 바깥쪽 가장자리에는 편차가 있다. 일부 작은 행성의 궤도와 오르트 성운(Oort cloud 네덜란드의 천문학자 J.H.Oort(1900- )가 발표한 명왕성(冥王星)보다 바깥쪽의 궤도를 도는 혜성군(彗星群))에 있는 장기 혜성은 이 설계에서 벗어난다.

일치하지 않은 것에 대한 가능한 원인은 이전에 존재했던 태양의 쌍둥이 자매 별을 근접 지나가는 별들이라고 논의된다. 이러한 간섭 영향에도 불구하고 혜성의 궤도에서 가장 먼 지점 아펠리아는 여전히 황도 궤도면에 있어야 하는데 그렇지 않다.

▲ 태양 주위 행성의 궤도는 태양계 형성의 시작점인 원 행성 원반이라는 공통 평면에 있다. Author NikoLang

은하의 조력은 어떤 역할을 할까?

일본 국립 천문대의 아리카 히구치(Arika Higuchi)는 설명을 찾기 위해 중력이 은하수에 미치는 영향이라는 또 다른 잠재적 파괴 요인을 자세히 살펴보았다.
그것은 우리의 위치에 따라 약간씩 달라지는 우리 태양계에 미묘한 힘을 가한다.
"이 은하의 조력은 오르트(Oort) 성운에서 천체의 발달에 지배적인 영향을 미친다"고 Higuchi는 말했다.

따라서 연구원은 정교한 컴퓨터 시뮬레이션의 도움으로 이러한 은하의 조수가 태양계 형성 이후 Oort 구름의 물체 궤도에 얼마나 강하게 영향을 미쳤는지 분석했다.
그런 다음 결과를 NASA의 JPL(Jet Propulsion Laboratory) 데이터베이스에 저장된 장기 혜성의 궤도 관측과 비교했다.

▲ Oort 성운과 Kuiper 벨트에 대한 예술가의 삽화. 가시성을 위해 개체의 크기가 과도하게 조정됐다. Source https://herschel.jpl.nasa.gov/solarSystem.shtml Author / NASA 2014.10,26

두 번째 "빈" 황도가 있다.

결과 :
예상대로 은하수의 조력은 오랜 기간 혜성의 궤도를 돌린다.
그러나 이것은 이전에 예상했던 것보다 훨씬 덜 혼란스럽고 무작위로 발생한다.
대신, 시뮬레이션은 장주기 혜성의 아펠리아(Aphelien;遠日點 공전 궤도상 태양에서 가장 먼 점)가 태양계의 황도면과 그 반대편으로 기울어진 두 번째 평면에 집중되어 있음을 보여준다.

"우리는 이 두 번째 궤도면이 원래 점유되지 않았기 때문에 '빈 황도'라고 부른다"고 Higuchi는 말했다. 은하 조력의 지속적인 영향을 통해서만 일부 혜성이 이 텅 빈 황도로 방향이 바뀌었기 때문이다. 태양계의 궤도면과 마찬가지로 빈 황도도 은하수 원반의 평면에 비해 60도 기울어져 있다.

혜성 분포에서 두 개의 날카로운 봉우리

혜성 데이터베이스의 거의 600개 물체와의 비교로 계산과 시뮬레이션의 결과를 확인했다.
이들의 아펠리아 분포는 두 개의 봉우리를 보여주었다.
하나는 태양계의 황도 근처에 있고 다른 하나는 빈 황도 근처에 있다.
"이 날카로운 봉우리는 정확히 황도 또는 두 번째 궤도면에 있지는 않지만 매우 가깝다"고 Higuchi는 말했다.
더 긴 주기의 혜성의 궤도를 분석하면 이 약간의 오프셋이 지속되는지 여부를 명확히 할 수 잇을 것이다.

두 개의 대칭 궤도면에 혜성의 분포는 기원 위치에 대한 결론을 도출 할 수 있다.
천문학자는 "황도의 오르트 성운과 빈 황도의 긴 주기 혜성이 모아지는 것은 그들이 한때 태양계의 주요 궤도면에 있는 모든 행성을 돌았다는 증거"라고 천문학자는 말했다.
시간이 흐름에 따라 방해되는 영향으로 인해 이러한 물체가 기울어지고 종종 매우 중심이 치우친 경로로 편향됐다.
(Astronomical Journal, 2020; doi : 10.3847 / 1538-3881 / aba94d)

[더사이언스플러스] "No Science, No Future" 

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