Tại sao các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta quay quanh cùng một mặt phẳng?


27

(Có, tôi loại trừ Sao Diêm Vương khỏi điều này giống như cách nó bị loại vì không phải là một hành tinh)

Quan sát quỹ đạo của các hành tinh của Mặt trời, tất cả chúng có vẻ tương đối phẳng và gần như tất cả quỹ đạo dọc theo cùng một mặt phẳng.

Đây có phải là do cách hệ mặt trời của chúng ta được hình thành hay đây là một hiện tượng vật lý được quan sát trong các hệ thống khác?

nhập mô tả hình ảnh ở đây


2
Để hiểu rõ hơn, xem điều này .
Yashbhatt

Ngoài video của Yashbhatt, bạn cũng có thể thấy video này hữu ích.
Cody

Câu trả lời:


21

Trong giai đoạn bảo vệ của Mặt trời, nó được bao quanh bởi một đám mây khí (quay tròn). Đám mây này hoạt động giống như một chất lỏng (tốt, một chất khí một chất lỏng), vì vậy nó bị san phẳng thành một đĩa bồi tụ do bảo toàn động lượng góc. Các hành tinh cuối cùng hình thành từ bụi / khí trong đĩa do nén bụi trong đĩa. Quá trình này sẽ không kết thúc việc di chuyển bụi ra khỏi mặt phẳng (tất cả lực hấp dẫn thẳng đứng đều hướng về phía đĩa), do đó hành tinh cuối cùng cũng ở trong mặt phẳng.

Tại sao một đĩa bồi tụ phải bằng phẳng? Chà, trước tiên, hãy tưởng tượng đám mây protostar và khí trước khi đĩa bồi tụ hình thành. Thông thường một thiết lập như vậy sẽ có các hạt quay theo chủ yếu một hướng. Những cái quay trong quỹ đạo ngược sẽ cuối cùng tự đảo ngược do va chạm.

Trong quả cầu khí này, sẽ có một số hạt bằng nhau với vận tốc dọc dương và âm (tại một thời điểm nhất định; do quay, các dấu hiệu vận tốc sẽ lật). Từ những va chạm, cuối cùng tất cả sẽ trở thành số không.

Một hạt xoay quanh một hành tinh sẽ luôn quay tròn sao cho hình chiếu trên hành tinh này là một vòng tròn lớn. Do đó, chúng ta không thể có một hạt với vận tốc dọc bằng 0 nhưng với vị trí thẳng đứng khác (vì điều đó sẽ ám chỉ một quỹ đạo không phải là một vòng tròn lớn). Vì vậy, khi vận tốc dọc giảm, độ nghiêng của quỹ đạo cũng giảm theo. Cuối cùng dẫn đến một đĩa bồi tụ với rất ít trải dọc.


Bằng cách "cư xử như một chất lỏng", bạn có nghĩa là tất cả khí đó có xu hướng dính lại với nhau? (liên kết cộng hóa trị)
Yoda

Nhưng để trả lời một phần của câu hỏi về việc liệu đó có phải là một hiện tượng đặc biệt hay không, câu trả lời này ngụ ý rằng tất cả các hệ mặt trời được hình thành bằng cách quay các đám mây khí. Tại sao điều đó được cho là rõ ràng? Cơ thể không quay có trọng lực. Nhưng họ không thể tạo ra các hệ mặt trời vì không có lực đối trọng để cân bằng quỹ đạo? Có phải là khi các thiên hà quất xung quanh, chúng quay tròn mọi thứ? Điều đó không thể đúng bởi vì các hệ thống quay theo mọi hướng khác nhau ... tôi không nhận được gì?
Dave G

2
Điều gì quyết định hướng mà đĩa bồi tụ quay?
đứa trẻ mới

1
@ new-kid sẽ làm một câu hỏi mới tuyệt vời, tôi rất tò mò về điều này!
Nico

@Nico đăng ở đây
new-kid

5

Một lập luận đơn giản tại sao đám mây khí quay quanh Protosun tạo thành một đĩa như sau.

Có hai tính chất đặc trưng của đám mây khí này: tổng năng lượng và tổng động lượng góc của nó. Trong khi động lượng góc được bảo toàn, năng lượng không phải là: bức xạ làm giảm nhiệt độ chất lỏng và do đó năng lượng. Vì vậy, cuối cùng, đám mây ổn định ở trạng thái năng lượng tối thiểu tại động lượng góc đã cho và đó là một đĩa quay tròn (do đó phần lớn động năng [bao gồm cả nhiệt] nằm trong các thành phần vận tốc góp phần vào tổng động lượng góc).

Sự phân phối lại động lượng góc giữa các yếu tố khí trong đĩa dẫn đến sự vận chuyển ra ngoài của động lượng góc và vận chuyển khí vào bên trong, dẫn đến sự bồi tụ lên Protosun.


1

Hãy tưởng tượng một hạt đi ngược lại với hạt, vì nó đi ngược lại so với các hạt khác. Rất có khả năng trong hàng triệu năm, nó sẽ đập vào những thứ đi ngược chiều và thay đổi hướng đi của mình để phù hợp với đa số.

Điều tương tự cũng áp dụng cho các quỹ đạo không phẳng, một hạt đi theo quỹ đạo cực so với "đường xích đạo" của đĩa bồi tụ cuối cùng sẽ đập vào những thứ đủ để thay đổi đường đi của nó để phù hợp với đa số.


Câu trả lời này dài 5 dòng và giải thích nó một cách không khoa học. Cả hai câu trả lời khác cũng không có trích dẫn, vậy tại sao tôi lại cần trích dẫn?
Aaron Franke
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.