Dlaczego (większość) planet obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, czyli w taki sam sposób jak Słońce?

28

Odnosząc się do mechanizmów wyjaśniających tworzenie się Układu Słonecznego i do początkowego obrotu chmury gazowej, która się zapadła, łatwo rozumiem, dlaczego planety krążą wokół Słońca w ten sam sposób, jak ten się obraca (powiedzmy przeciwnie do ruchu wskazówek zegara), ale nie mogę zrozumieć, dlaczego to dotyczy. do obrotu planet. Myśląc o tym z punktu widzenia praw Keplera i punktu widzenia zachowania momentu pędu, mogę dojść do wniosku, że planety powinny obracać się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, ponieważ prędkość cząstek agregujących się podczas formowania planet była wyższa bliżej Słońca ...

Oprócz krótkiego wyjaśnienia, chciałbym mieć dobre odniesienie do literatury, jeśli to możliwe.

Edytuj, aby uściślić moje rozumowanie: zgodnie z prawami Keplera cząsteczki, które gromadzą się po „stronie dnia” proto-planet w kierunku wschód-zachód w stosunku do ziemi, są szybsze niż te, które uderzają po „stronie nocy” w kierunku zachód-wschód. Jeśli dodamy wszystkie te wkłady, planety powinny obracać się w przeciwnym kierunku względem początkowej chmury (tj. Względem rzeczywistego obrotu Słońca). Wydaje mi się, że coś jest nie tak lub nie ma go (aby zrównoważyć zjawisko, które właśnie opisałem), ale nie widzę, co to jest ...

Nowa edycja: Referencje Znalazłem kilka opublikowanych artykułów dotyczących tego rodzaju pytań, ale nie mam teraz czasu, aby je uważnie przeczytać. Jeśli ktoś jest do tego zmotywowany, nie wahaj się ;-) Jeśli znajdę odpowiedź na moje pytanie wśród tych artykułów, opublikuję ją później. Oczywiście może być konieczne skorzystanie z sieci instytucji z subskrypcją tych redaktorów, aby uzyskać do nich dostęp:

RT Giuli (1968a) in Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103568900821

RT Giuli (1968b) w Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103568900122

AW Harris (1977) in Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103577900793

JJ Lissauer, DM Kary (1991) in Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001910359190145J

solar-system planet rotation Arroway
źródło
1
Czy potrafisz wyjaśnić zachowanie punktu pędu kątowego?
HDE 226868
@ HDE226868 Właściwie zdaję sobie sprawę, że tak naprawdę nie używam tego w moim rozumowaniu (zobacz moją edycję) ... a może po prostu zapomniałem, jak go użyłem: -S Może nawiązałem do zachowania momentu pędu, aby wyjaśnić fakt, że planety powinny były zachować do dzisiaj obroty zgodnie z ruchem wskazówek zegara, jeśli moja demonstracja była poprawna.
Arroway
Doceniam edycję, ale nadal nie do końca rozumiem. Dlaczego cząstki po jednej stronie poruszają się szybciej niż po drugiej? Również planety, jakie znamy, powstały przez miliony lat po wielu zderzeniach (niezupełnie świetne miejsce do życia!) - Nie wiem, w jaki sposób gra w nie dysk protoplanetarny.
HDE 226868
@ HDE226868 Przepraszamy za późną odpowiedź. Z mojego punktu widzenia różne prędkości są wyjaśnione przez różne trajektorie cząstek. Pomysł polegał na tym, że cząstki pochodzące z mniejszych orbit są szybsze (prawo Keplera), więc uderzenia są średnio silniejsze po „stronie dziennej”. Ale to wyjaśnienie jest prawdopodobnie i tak fałszywe, a przynajmniej nieistotne, biorąc pod uwagę, że inne procesy mogą być w tym samym czasie i że niektóre cząsteczki mogą pochodzić również z losowych kierunków.
Arroway
Dzięki. Niestety nie mogę ci w tym pomóc, więc nie byłbym zbyt szybki, aby wykluczyć ten argument. Powodzenia.
HDE 226868

Odpowiedzi:

13

Mimo że jestem zawodowym astronomem (ale nie ekspertem w tej dziedzinie), nie mam dobrej odpowiedzi. AFAIK, to pytanie jest nadal otwarte. Faktycznie fakt, że większość planet w Układzie Słonecznym obraca się w tym samym sensie, w jakim krążą wokół Słońca, jest ważnym ograniczeniem w możliwych scenariuszach formowania się planet (z których kilka jest obecnie dyskutowanych przez naukowców).

Na przykład prawie można wykluczyć pomysł, że planety tworzą się z pyłu zebranego w centrum wirów w dysku proto-planetarnym, ponieważ wiry wsteczne są znacznie bardziej stabilne i długowieczne niż prograde (czerwona plamka Jowisza jest wsteczna wir), a zatem planety powinny być wsteczne, ale nie są.

Walter
źródło
1
Dziękuję za tę „otwartą odpowiedź”. Myślałem, że odpowiedź będzie łatwiejsza, ale im dłużej szukam dobrego wyjaśnienia, tym bardziej uświadamiam sobie, jak to jest skomplikowane ... Więc zamiast mówić, że sposób obrotu planet tłumaczy dowolna „powszechnie akceptowana” formacja planet scenariusz, powinniśmy powiedzieć coś przeciwnego, tj. rotacja jest używana jako ograniczenie możliwych scenariuszy?
Arroway
Cóż, właściwie nie jestem zbyt dobrze poinformowany, więc nie cytuj mnie na ten temat.
Walter
6

Powodem, dla którego większość planet w naszym Układzie Słonecznym (z wyjątkiem Wenus i Urana) obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, jest dysk proto-planetarny, który uformował Słońce i wszystkie planety wokół niego. Ponieważ dysk proto-planetarny obracał się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, wszelkie obiekty utworzone z tego samego dysku wykazałyby ten sam obrót. Fakt, że obraca się on w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, nie jest niczym specjalnym. Wszystko zależy od początkowego obrotu dysku.

Powód, dla którego Wenus i Uran mają obrót przeciwny do większości innych planet, jest najprawdopodobniej spowodowany uderzeniem przez inny duży obiekt podczas formowania, powodując zmianę kierunku obrotu. To wyjaśnia również, dlaczego oś Urana jest tak pochylona.

Jeśli chcesz przeczytać więcej tutaj, kilka linków: http://scienceblogs.com/startswithabang/2010/10/07/counterclockwise-but-there-are/ http://hubblesite.org/hubble_discoveries/discovering_planets_beyond/how- formularz-planety http://www.astronomycafe.net/qadir/q50.html

Nirvik Baruah
źródło
7
W rzeczywistości dla Wenus i Urana zmieniono nie kierunek obrotu, lecz oś planety odwróconą do góry nogami dla Wenus i 90º dla Urana.
Joan.bdm
Tak to prawda. Ponieważ obiekt uderzył w planetę, zmienił pochylenie osiowe, sprawiając, że wiruje on w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara
Nirvik Baruah
2
@NirvikBaruah Dziękuję za odpowiedź, ale z mojego punktu widzenia, bez dalszych wyjaśnień, dotyczy ona tylko sposobu, w jaki planety krążą wokół Słońca, a nie sposobu, w jaki się obracają. Właśnie dodałem akapit w moim pierwszym pytaniu, aby być bardziej wyraźnym.
Arroway
@NivikBaruah, masz na myśli „rewolucję”? To, o czym mówisz, nie ma nic wspólnego z pytaniem.
HDE 226868
1
Zwróć też uwagę, że nazywamy ten kierunek przeciwnie do ruchu wskazówek zegara tylko dlatego, że kultura, która stała się dominująca w nauce we współczesnych czasach, zdarzyła się na północnej półkuli naszej własnej planety i kojarzymy Północ z „górę”. Nie ma celu „w górę” lub „w dół” do Układu Słonecznego, tylko sama płaszczyzna orbity jest obiektywna. W końcu ma to znacznie więcej wspólnego z rozwojem nauki i kultury niż z początkowym obrotem dysku :)
Luaan
1

Nie mogę dać ci jednoznacznego wyjaśnienia matematycznego, ale może te symulacje dają ci wskazówkę.

Jeśli spojrzysz na dolny z beta = 0,01 (większa początkowa prędkość obrotowa), zobaczysz, jak może powstać układ binarny lub nawet trójskładnikowy. Myślę, że można to uznać za przykład formacji planetarnej.

http://www.astro.ex.ac.uk/people/mbate/Animations/prestellar_discs.html

Joan.bdm
źródło
Dlaczego dostałem głos negatywny?
Joan.bdm
To nie ja! Twoja odpowiedź jest interesująca, ale nie jestem przekonany, że analogia między układem podwójnym a formowaniem planet jest tak prosta. W każdym razie, może tak, ale nie pomaga mi to tak bardzo myśleć o moim początkowym pytaniu, chyba że coś mi
umknie
1
@Ceribia Link działa dla mnie. Być może było to chwilowo wyłączone, kiedy skomentowałeś w 2016 roku. Ładne animacje symulacyjne, ale tak naprawdę nie odpowiadają na pytanie. Jeśli ty lub ktokolwiek inny jesteś nadal zainteresowany, dyskusja na dupe question astronomy.stackexchange.com/questions/23777/... może pomóc ci to wyjaśnić.
Jacob C. wspiera GoFundMonica
-1

Zewnętrzne planety naszego Układu Słonecznego poruszają się nie tylko w tę samą stronę, ale mają niemal równe momenty kątowe. Obejmuje to Słońce wirujące wokół własnej osi. Dlaczego tak jest, nie jest jasne.

Partha Shakkottai
źródło