La plupart des objets du Système solaire – planètes, astéroïdes, etc. – sont relativement dans le même plan, celui de l'écliptique. Cependant, les comètes à longue période se répartiraient, elles, principalement autour de deux plans : l'écliptique et un plan nouvellement découvert baptisé l'« écliptique vide ».

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Dans le Système solaireSystème solaire, les planètes et la plupart des autres corps se déplacent à peu près dans le même plan orbital : l'écliptique. Il existe cependant des exceptions, notamment les comètes à longue période, celles qui prennent des dizaines de milliers d'années pour parcourir leur orbiteorbite. Ces comètescomètes viennent d'un peu toutes les directions, certaines ayant même des orbites polaires ou rétrogrades.

Les modèles de formation du Système solaire suggèrent que même les comètes à longue période se sont formées près de l'écliptique et ont ensuite été dispersées sur leurs orbites actuelles par le biais d'interactions gravitationnelles, notamment avec les planètes géantes gazeuses. Cependant, même avec cette diffusiondiffusion planétaire, l'aphélieaphélie des comètes (le point de leur orbite où elles sont le plus éloignées du SoleilSoleil) devrait rester près de l'écliptique. D'autres forces externes sont donc nécessaires pour expliquer la distribution observée.

L'« écliptique vide »

Le Système solaire n'existe pas de manière isolée et le champ gravitationnel de la Voie lactéeVoie lactée exerce également une influence, faible mais non négligeable. Dans une nouvelle étude, Arika Higuchi, professeure assistante à l'University of Occupational and Environmental Health et ancien membre du projet RISE de l'Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ), a montré que, lorsque la gravitégravité galactique est prise en compte, l'aphélie des comètes à longue période a tendance à se rassembler autour de deux plans : l'écliptique ainsi qu'un deuxième plan, baptisé l'« écliptique vide », car ce plan était initialement vide et n'a été peuplé de comètes que plus tard. L'écliptique est incliné d'environ 60 degrés par rapport au disque de la Voie lactée. L'écliptique vide est également incliné de 60 degrés, mais dans la direction opposée.

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 en bleu. La grille d'arrière-plan représente le plan du disque galactique. © NAOJ
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 en bleu. La grille d'arrière-plan représente le plan du disque galactique. © NAOJ

Arika Higuchi a confirmé ses prédictions en recoupant ces résultats avec des calculs numériquesnumériques effectués en partie sur la grappe de serveursserveurs du Centre d'astrophysiqueastrophysique informatique du NAOJ. La comparaison des résultats analytiques et informatiques avec les données des comètes à longue période répertoriées dans la base de données sur les petits corps du Jet Propulsion Laboratory 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 les comètes à longue période se sont bien formées le long de l'écliptique. Cependant, Arika Higuchi met en garde : « Les pics ne sont pas exactement au niveau des plans écliptique et écliptique vide, mais près d'eux. Une étude de la distribution des petits corps observés doit inclure de nombreux facteurs. Un examen détaillé de la distribution des comètes à longue période sera notre futur travail. Le projet de relevé de tout le ciel connu sous le nom de Legacy Survey of Space and Time (LSSTLSST) [relevé effectué par l'Observatoire Vera-C.-Rubin, ndlr] fournira des informations précieuses pour cette étude. ».