Чому планети, як правило, обертаються в тому ж напрямку, хоча вони сформувалися з астероїдів, що перекидаються?

9

Осьові нахили астероїдів, здається, змінюються випадковим чином (дайте мені знати, якщо ця передумова неправильна), тоді як планети мають сильну тенденцію до обертання таким же чином. Якщо планети були утворені зіткненням астероїдів, чи не повинна сума випадкових нахилів призводити до випадкового планетарного обертання? Звичайно, важливі й інші фактори, такі як кут і швидкість ударів, ефект YORP, відцентровий розпад і багато іншого, але як це може взяти спільний вплив на обертання?

Церера поводиться з нахилом на 4 °, але інший з перших виявлених астероїдів має нахили, такі як 84 °, 50 °, 42 °. Частинки пилу (і молекули газу, якщо вони застосовуються), безумовно, обертаються випадковим чином. Сонячна туманність мала чистий спін, сила тяжіння і тертя виявлялася на орбітах планет. Але чи не повинно сітка обертання бути індивідуальною для кожної планети з некоррельованими нахилами, оскільки орбітальна орієнтація є для кожної зірки?

— LocalFluff
джерело

Я припускаю, що орбітальний нахил слід розглядати на додаток до осьового нахилу.

— LocalFluff

Одне з моїх улюблених маленьких відео, пов’язаних із цим: youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM

— користувачLTK

Схожі: astronomy.stackexchange.com/questions/6183/…

— BowlOfRed

13

Ви маєте рацію, що нахил астероїдів розподілений дуже випадковим чином, і що обертання Сонячної туманності є незначним фактором цього нахилу, і лише його трохи перекошуєте.

Однак ви не праві, що випадковість просто додається. Випадковість насправді скасовується все більше і більше, коли ви поєднуєте велику кількість астероїдів, поки обертання туманності не стане домінуючим фактором. Це пов’язано із Законом про велику кількість .

Наприклад, киньте кістки. Результат випадковий. Киньте 10 кубиків, обчисліть їх суму і діліть на 10. Чи не так далеко вже від середнього? Те ж саме можна зробити з тисячами кубиків або мільйонами астероїдів. Коли кількість астероїдів, що утворюють об'єкт, дійсно велика, нахил не буде далеко від середнього значення, визначеного обертанням туманності.

Цей же аргумент стосується нахилу, і той факт, що, хоча орбіти планет еліптичні, вони не настільки круглі, як випадкова орбіта.

— SE - перестаньте стріляти з хороших хлопців
джерело

Але закон великих чисел додає в середньому. Кидання планет, як кістки, в середньому не призвело б до обертання планети. Хіба не дивно, що на кістках майже весь час з’являється парна кількість точок? Якщо обертання туманності впливає на обертання кожної планети, але не на астероїди, то мені потрібно більше пояснень, щоб зрозуміти, як це так. Чи існує якийсь зв’язок між обертанням Сонячної туманності та обертанням окремих планет, що утворюються всередині неї?

— LocalFluff

3

@LocalFluff Що середнє значення випадкового руху буде нульовим - це моя думка! Отримане обертання зумовлене єдиною невипадковою складовою - обертанням сонячної туманності.

— SE - перестаньте стріляти з хороших хлопців

Це було б найбільш розумним поясненням, але все-таки досить коротким. Як обертання Сонячної туманності систематично впливає на кожну окрему планету, що формується в ній однаково? Чи не повинні були впливати на половину планет способом, який перекинув їх?

— LocalFluff

1

Я ненавиджу нітпік, але ваш третій абзац багато змішує слово кістки. "кидати кістки" має бути "кинути кубик ", а "кубики" - це не слово, правильна форма множини - "кістки". Я намагався запропонувати редагувати, але символів було недостатньо для підрахунку.

— Коді

2

Я маю згоду з LocalFluff тут. Ви перестали реально відповідати на питання, описуючи, як "невипадкове обертання сонячної туманності" насправді змушує планети обертатися, як вони. Якщо ваш аргумент полягає в тому, що випадкові об'єднання астероїдів поєднуються в середньому, то в середньому астероїди обертаються разом з диском, і тоді залишається питання, як вони прийшли обертатись таким чином (в середньому). Ви просто перенесли це питання на іншу сферу, але відповіді не надали.

— зефір

3

Пам'ятайте, що у протопланетарному диску швидкість обертання , яка є кеплеріанською, оскільки відстань зірки r змінюється як Це повинно слугувати для ілюстрації частини пункту: у будь-якому ми маємо і навпаки. Таким чином, дивлячись з позиції планети газ і пил, «лівий» від неї систематично тече швидше, а «праворуч» систематично тече повільніше, ніж планета. Таким чином, якби ви виділили значну частину від вашої загальної, кінцевої маси і, таким чином, імпульсу кута від цього потоку, ви б викликали систематичне обертання автоматично. $v_r$

v_{r} (r) = \sqrt{\frac{G M}{r}} (1)

$v_r(r) = \sqrt{\frac{GM}{r}} ~ ~~~~~~~~~~~~ (1)$

r < r_{0}

$r<r_0$

v_{r} > v_{r} (r_{0})

$v_r>v_r(r_0)$

Але коли це актуально?
Область, з якої протопланета або астероїд може акредитувати, є максимально його гравітаційною сферою впливу, також сфера Хілла з радіусом де як зазначено вище, - відстань осі.

r_{H} = r_{0} \sqrt[3]{\frac{m_{p l a n e t}}{3 m_{s t a r}}} (2)

$r_H = r_0 \sqrt[3]{\frac{m_{planet}}{3 m_{star}}} ~~~~~~~~~(2)$

r_{0}

$r_0$

Тепер, якщо цей занадто малий, щоб відчути градієнти швидкості в (1), або сказати по-іншому, якщо об'єкт, що не є достатньо масивним, щоб значно на диск, то аккреція накопичить випадкові моменти. Якщо протопланеті вдасться вирости до значної сфери Хілла, вона починає акумулювати газ і тверді речовини з величезною різницею швидкостей , яка завжди систематична, а не випадкова. $r_H$ $r_H$
$v_r(r)-v_r(r_0)$

TL; DR Дрібні предмети, приблизно нижче розміру астероїдів, виділяють випадкові поштовхи імпульсів. Масивні об'єкти, протопланетарні та вище, мають систематичну різницю швидкостей, тим самим надаючи їм чистий імпульс.

— АтмосферніПризони
джерело

Чи можете ви бути впевнені, що протопланетний диск - кеплеріан? У вас є джерело? Як зазначає LocalFluff , це призведе до диференціального обертання диска (швидше, чим ближче ви), що повинно призвести до того, що обертання будуть протилежно вирівняні від обороту диска. Диск - це розширений об'єкт з великою кількістю конкуруючих сил, крім центральної сили тяжіння, і я думаю, що це кеплеріан - це в кращому випадку дуже грубе наближення.

— зефір

Я, безумовно, можу погодитися, що до моменту встановлення диска ці інші сили повинні бути незначними, і це буде дуже тісно Кеплеріаном, але до цього моменту протопланети, ймовірно, вже мають свої остаточні напрямки віджиму (забороняючи будь-які великі зіткнення).

— зефір

@zephyr: Абсолютно неправильно щодо часових масштабів. Чому це було б? Кеплеріанський диск встановлюється на шкалі вільного падіння разом з центральною зіркою. З цього моменту, між народженням планет і розсіюванням диска у віці 1-10 Мір це майже-Кеплеріан. Я погоджуюся, що диск не є ідеально кеплеріанським, оскільки в грі є градієнти тиску, але на них припадає кілька відсотків субкелеріанства. Для планетарного імпульсу кута потрібно враховувати відносний імпульс, тому аргумент LocalFluff невірний.

— AtmosphericPrisonEscape

2

Збереження імпульсу кута. Спін протопланетного диска буде визначатися випадковим чином, коли він спочатку формується, але потім він стає домінуючим фактором. Матеріал, що знаходиться на диску, обертається навколо центру маси в тому ж напрямку, навіть якщо він групується в астероїди, а потім у протопланети. Незважаючи на те, що об'єкти мають свій індивідуальний віджимання, всі вони мають більший ефект впливу на них диска. Отже всі планети обертаються в одному напрямку, крім Урана і Венери. Я думаю, що гіпотеза для них все ще є протопланетним зіткненням, яке збило Урана на його сторону і Венеру прямо.

— GBowman
джерело

Чи не повинна тенденція обертатися в протилежному напрямку, оскільки внутрішня частина диска (і планети) обертається швидше, ніж зовнішня?

— LocalFluff

1

Збереження імпульсу кута значною мірою зберігає імпульс кута, коли газоподібні планетарні туманності конденсуються, утворюючи планети, незважаючи на тертя та зіткнення. Це проілюстровано нижче.

Кутовий імпульс тіл у нашій Сонячній системі наведено в http://www.zipcon.net/~swhite/docs/astronomy/Angular_Momentum.html

Вони не є постійними, але газоподібні планети мають однаковий розмір. Орбітальний кут імпульсу Радіус орбіти тіла (км) орбітальний період (дні) маса (кг) L

Ртуть 58.e6 87,97 3,30e23 9,1e38

Венера 108.e6 224.70 4.87e24 1.8e40

Земля 150.e6 365.26 5.97e24 2.7e40

Марс 228.e6 686.98 6.42e23 3.5e39

Юпітер 778.e6 4332.71 1.90e27 1.9e43

Сатурн 1429.e6 10759.50 5.68e26 7.8e42

Уран 2871.e6 30685,00 8,68e25 1,7e42

Нептун 4504.e6 60190.00 1.02e26 2.5e42

Вони порядку e ^ 43. (У Марса менший кутовий імпульс. Деякі, можливо, були поширені в астероїдний пояс.)

Кожна зовнішня планета, здається, несе однаковий імпульс!

Спочатку я думав, що Сурія Сіддханта використовував сталість імпульсу кута, але це ще простіше. Це просто теорія снігоочищення, яка змушує великі орбіти збирати більше частинок. Див. "Як автори Сурія Сіддханта знайшли діаметри інших планет у Сонячній системі?"

Я даю цю таблицю, щоб проілюструвати сталість імпульсу кута навіть у нашій Сонячній системі, яка, як вважається, конденсується з первісної сонячної туманності. Постійність імпульсу кута вимагає, щоб планети крутилися і орбітали навколо Сонця (або центру маси).

Якщо для початку був кутовий імпульс, то розуміємо. Будь-яка велика маса газу або туманності утворить з часом завихрення внаслідок турбулентності з обертаннями в протилежних напрямках, оскільки обертання виникають природним шляхом (через нестабільність рідини). Якщо кожна частина конденсується зірковою (і Сонячною системою), планетарні системи будуть відбуватися.

Наша Сонячна система, можливо, була сформована з іншим механізмом, який є прохідною зіркою, яка надала імпульс кута первісної сонячної туманності.

Тіла великого масштабу також конденсуються до галактик (скажімо) і повинні мати чорні діри в своїх центрах, щоб захопити імпульс кута. Кутовий імпульс неможливо зруйнувати.

Я хочу додати це, імпульс кута обертання всіх тіл.

Обертальний імпульс кута, L

Час обертання тіла / маса кг / радіус (км) (дні) / л

ВС / 695000 / 24,6 /1,99е30 /1,1е42

Земля / 6378 /0,99 /5,97e24 /7,1e33

Юпітер / 71492 /0,41 /1,90e27 / 6,9e38

Зауважимо, що імпульс кута обертання Сонця також є e ^ 42. Спрямований кутовий момент у всіх планет невеликий порівняно з орбітальним імпульсом кута.

Зовнішні планети і Сонце мають однакові моменти кута!

Якась оснащення кутових моментів на роботі?

— Партха Шакоттай
джерело