Dlaczego nasz układ słoneczny jest „przechylony” o około 63 ° w stosunku do płaszczyzny naszej galaktyki?

31

Nasz własny układ słoneczny jest „przechylony” o około 63 stopnie w stosunku do płaszczyzny galaktyki. Czy kiedykolwiek zostało to zbadane lub czy istnieje jakaś teoria naukowa, która mogłaby wyjaśnić powód, dla którego nasz układ słoneczny i ogólnie układy słoneczne nie są „w linii” z płaszczyzną galaktyki? Co dokładnie determinuje orientację układów słonecznych?

solar-system galaxy laws-of-physics e-sushi
źródło
Być może jestem tutaj, ponieważ jestem po prostu laikiem, ale ta koncepcja mnie intrygowała. Oczywiście udzielenie odpowiedzi w ten sposób może złamać protokół, w którym to przypadku wycofuję się. Jeśli nie, to interesuje mnie to, że eksplozja kambryjska podczas ewolucji miała miejsce mniej więcej w tym samym czasie, gdy Układ Słoneczny został zdobyty przez Drogę Mleczną. Podejrzewam połączenie. Oliver
2
@oliver „schwytany przez Drogę Mleczną”? Nie widzę żadnej innej odpowiedzi niż Twoja, która to sugeruje, a twoja nie podaje proponowanej daty schwytania. Jak zatem zbiega się z tym eksplozja kambryjska?
nazwie 2voyage
Nie mam dużego doświadczenia w astronomii, ale i tak chciałbym postulować teorię. Nasz układ słoneczny ma pochylenie około 63 ° w stosunku do osi obrotu Drogi Mlecznej, prawda? Zauważamy, że nasz system nie jest sam w pochyleniu, co myślę, że rozumiem z lektury powyżej. Jakie jest pochylenie kątowe Galaktyki Andromedy w stosunku do Galaktyki Drogi Mlecznej? Czy to możliwe, że Andromeda przeszła w bliskiej odległości od naszej galaktyki około 4-5 miliardów lat temu wzdłuż krawędzi, w której obecnie znajduje się nasze Słońce, z siłą grawitacji wydobywającą duże kawałki materii z naszego słońca w
Chris
który później zestalił się, tworząc system planetarny, w którym żyjemy dzisiaj? Również nie tylko formuje nasz układ z przechyłem, ale także powoduje powstawanie innych układów planetarnych o zmiennym przechyleniu w zależności od jego odległości od Andromedy i siły grawitacyjnej wywieranej przez Andromedę? Jak powiedziałem wcześniej, nie mam doświadczenia astronomicznego, więc nie twierdzi się, że teoria ta jest jedynie prostą sugestią.
Chris
@ e-sushi Systemy gwiezdne powstają z bąbelków rzeczy, które wirują w każdą stronę, jak wiry robią w górskim potoku, mimo że potok jako całość porusza się w dół. Pobierz i zainstaluj Universe Sandbox i zagraj w niektóre symulacje, szczególnie kolizje galaktyczne i inne scenariusze kolizji - pokaże Ci, jak na małą skalę lokalną rzeczy mogą się obracać we wszystkich kierunkach, nawet gdy cała galaktyka ma ogólny kierunek i spin.
Florin Andrei,

Odpowiedzi:

16

Pochylenie naszego układu słonecznego (lub dowolnego układu gwiezdnego) jest określone przez moment pędu netto chmury gazu, z którego się utworzył. To może być trochę niejasna odpowiedź, ale z czasem uważa się, że formowanie się gwiazd i ich planet wygląda mniej więcej tak:

Formacja gwiazdy

Inne wpływy (siły netto: może w pobliżu masywne obiekty lub inne elementy galaktyki) na przechylenie płaszczyzny układu gwiezdnego mogą z pewnością spowodować precesję jego osi z czasem. Jako przykład tego zobacz precesję żyroskopu .

Byłoby naprawdę interesujące znać rozkład kątów między płaszczyzną galaktyki a płaszczyzną układów gwiezdnych, choć założę się, że wiele z nich jest po prostu wyrównanych z samym dyskiem.

astromax
źródło
2
Nie zgadzam się, precesja będzie wyraźnie nieistotna w porównaniu z początkowym efektem turbulencji podczas pierwszego etapu procesu formowania gwiazdy.
MBR
To słuszna kwestia - coś, czego nie wziąłem pod uwagę.
astromax
A kiedy mówisz o turbulencjach, czy możesz rozwinąć sprawę? Wasze turbulencje musiałyby powodować zmianę pola prędkości prostopadłej do płaszczyzny dysku. O jakich mechanizmach turbulentnych tu mówisz?
astromax
3
„Turbulencja” odnosi się do turbulentnych ruchów w ISM. Jeśli chcesz wiedzieć o właściwościach turbulencji, jest to prawdopodobnie mieszanina trybów ściśliwych i elektromagnetycznych. Jeśli chcesz wiedzieć o źródłach turbulencji w ISM, są one liczne (odpływy bipolarne, regiony HII, eksplozje SN, rotacja różnicowa galaktyki itp.). Jeśli zastanawiasz się nad turbulencjami w ISM, możesz zadać pytanie, abym mógł rozwinąć więcej!
MBR
15

To, co na początku możesz pomyśleć, dotyczące orientacji dowolnego układu planetarnego, to fakt, że powinien on znajdować się mniej więcej w płaszczyźnie galaktyki, po prostu przez zachowanie momentu pędu.

Kiedy jednak spojrzysz na obserwacje , zobaczysz, że orientacja dysków protoplanetarnych nie jest tym, czego byś się spodziewał, bez preferencji (dyski protoplanetarne są zarodkiem układów planetarnych, co czyni je interesującymi). Na poniższym rysunku orientacja odpowiada nachyleniu między linią wzroku a osią obrotu dysku.

orientacja dysku (praca własna, CC-by-nc-sa)

Dlaczego jest taki rozkład orientacji?

Scenariusz momentu pędu jest ładny, ale zbyt prosty: formowanie gwiazd zachodzi w chmurach gazowych w ośrodku międzygwiezdnym, a chmury te są turbulentne (Larson, 1981) . Turbulencje po prostu zaburzają gaz i dominują nad globalnym momentem pędu chmury. W rzeczywistości możesz nawet przetestować to za pomocą numerycznych symulacji formowania się gwiazd: umieść początkowy moment pędu zgodny z obserwacjami i trochę turbulencji (poddźwiękowych lub nieco naddźwiękowych, również zgodnie z obserwacjami ), a dostaniesz niewspółosiowość osi obrotu , z powodu turbulencji.

MBR
źródło
Czy można to ekstrapolować na mniejszą skalę? Jeśli tak, to dlaczego większość planet w Układzie Słonecznym ma nachylenie osiowe mniejsze niż 30 °?
pabouk
Możesz spojrzeć na dane Keplera, które pokazują ten sam rodzaj trendu (wiele egzoplanet z dużym nachyleniem osiowym). Wygląda więc na to, że nasz Układ Słoneczny nie jest bardzo ogólny, ale nie jest też dziwny ze statystycznego punktu widzenia. W rzeczywistości nasza sytuacja jest łatwiejsza do zrozumienia z fizycznego punktu widzenia niż wszystkie te systemy przechylone.
MBR
3
Twoja fabuła jest histogramem nachylenia dysku do linii wzroku, więc bez dalszej analizy nie mówi nic o orientacji względem płaszczyzny galaktycznej, ponieważ dyski te są wokół obiektów rozrzuconych po niebie.
Rob Jeffries,