Tại sao các hành tinh có xu hướng quay theo cùng một hướng mặc dù chúng đã hình thành từ các tiểu hành tinh rơi xuống?

9

Độ nghiêng dọc trục của các tiểu hành tinh dường như thay đổi ngẫu nhiên (cho tôi biết nếu tiền đề này sai), trong khi các hành tinh có xu hướng mạnh mẽ xoay theo cùng một cách. Nếu các hành tinh được hình thành bằng cách va chạm các tiểu hành tinh, thì không nên tổng số nghiêng ngẫu nhiên dẫn đến sự quay ngẫu nhiên của hành tinh? Tất nhiên các yếu tố khác rất quan trọng, như góc và vận tốc của các tác động, hiệu ứng YORP, sự phá vỡ ly tâm và không có gì, nhưng làm thế nào điều đó có thể có tác động hệ thống lên xoay?

Ceres hoạt động với độ nghiêng 4 °, nhưng các tiểu hành tinh khác được phát hiện đầu tiên có độ nghiêng như 84 °, 50 °, 42 °. Các hạt bụi (và các phân tử khí nếu có) chắc chắn quay ngẫu nhiên. Tinh vân Mặt trời có một vòng quay ròng mà trọng lực và ma sát đã biểu hiện trên quỹ đạo của các hành tinh. Nhưng không phải lưới xoay là riêng biệt cho mỗi hành tinh, với độ nghiêng không tương thích, vì định hướng quỹ đạo là dành cho mỗi ngôi sao?

— LocalFluff
nguồn

Tôi cho rằng độ nghiêng quỹ đạo nên được xem xét ngoài độ nghiêng dọc trục.

— LocalFluff

Một trong những video nhỏ yêu thích của tôi liên quan đến điều này: youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM

— userLTK

Tương tự: astronomy.stackexchange.com/questions/6183/...

— BowlOfRed

13

Bạn đã đúng rằng độ nghiêng của các tiểu hành tinh được phân phối theo cách rất ngẫu nhiên, và sự quay của tinh vân Mặt trời là một đóng góp nhỏ cho độ nghiêng đó và chỉ làm lệch nó một chút.

Tuy nhiên, bạn không đúng rằng sự ngẫu nhiên chỉ đơn giản là cộng lại. Sự ngẫu nhiên trong thực tế sẽ hủy bỏ ngày càng nhiều khi bạn kết hợp một lượng lớn các tiểu hành tinh, cho đến khi sự quay của tinh vân trở thành yếu tố chi phối. Điều này có liên quan đến Luật số lượng lớn .

Ví dụ, ném một con xúc xắc. Kết quả là ngẫu nhiên. Ném 10 con xúc xắc, tính tổng của chúng và chia cho 10. Không còn xa mức trung bình nữa? Bạn có thể làm điều tương tự với hàng ngàn con xúc xắc, hoặc hàng triệu tiểu hành tinh. Khi số lượng tiểu hành tinh tạo thành một vật thể thực sự cao, độ nghiêng sẽ không nằm xa giá trị trung bình, được xác định bởi vòng quay của tinh vân.

Lập luận tương tự cũng có khuynh hướng và thực tế là mặc dù quỹ đạo của các hành tinh có hình elip, nhưng chúng không nằm xa vòng tròn mà một quỹ đạo ngẫu nhiên sẽ có.

— SE - ngừng bắn những người tốt
nguồn

Nhưng luật của số lượng lớn thêm lên đến trung bình. Ném các hành tinh như xúc xắc sẽ trung bình không có hành tinh quay. Không có gì lạ khi xúc xắc hiển thị số chấm chẵn hầu như mọi lúc? Nếu sự quay của tinh vân ảnh hưởng đến sự quay của mỗi hành tinh, nhưng không phải là các tiểu hành tinh, thì tôi cần giải thích thêm để hiểu điều đó là như thế nào. Có bất kỳ mối quan hệ nào giữa sự quay của tinh vân Mặt trời và sự quay của các hành tinh riêng lẻ được hình thành bên trong nó không?

— LocalFluff

3

@LocalFluff Rằng trung bình của chuyển động ngẫu nhiên sẽ bằng không là quan điểm của tôi! Vòng quay kết quả là do thành phần không ngẫu nhiên duy nhất, vòng quay của tinh vân mặt trời.

— SE - ngừng bắn những người tốt vào

Đó sẽ là lời giải thích lành mạnh nhất, nhưng vẫn còn khá ngắn. Làm thế nào để sự quay của tinh vân Mặt trời ảnh hưởng một cách có hệ thống đến từng và mọi hành tinh riêng lẻ được hình thành trong đó theo cùng một cách? Không phải một nửa các hành tinh đã bị tác động theo cách lật đổ chúng sao?

— LocalFluff

1

Tôi ghét nitpick, nhưng đoạn thứ ba của bạn trộn lẫn từ xúc xắc rất nhiều. "Ném xúc xắc" phải là "ném chết " và "xúc xắc" không phải là một từ, dạng số nhiều thích hợp là "xúc xắc". Tôi đã cố gắng đề xuất một chỉnh sửa nhưng nó không đủ ký tự để đếm.

— Cody

2

Tôi phải đồng ý với LocalFluff ở đây. Bạn đã dừng lại ngay khi thực sự trả lời câu hỏi bằng cách mô tả làm thế nào "sự quay không ngẫu nhiên của tinh vân mặt trời" thực sự khiến các hành tinh quay như chúng làm. Nếu lập luận của bạn là các tiểu hành tinh kết hợp ngẫu nhiên kết hợp với mức trung bình, thì trung bình các tiểu hành tinh đang quay với đĩa và câu hỏi sau đó vẫn là làm thế nào để chúng quay theo cách đó (trung bình). Bạn chỉ chuyển câu hỏi sang một lĩnh vực khác, nhưng không cung cấp câu trả lời.

— zephyr

3

$v_r$

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})

$v_r>v_r(r_0)$

r_{H} = = r_{0} \sqrt[3]{\frac{m_{p tôi một n e t}}{3 m_{S t một r}}} (2)

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

r_{0}

$r_0$

$r_H$ $r_H$
$v_r(r)-v_r(r_0)$

TL; DR Các vật thể nhỏ, gần bằng kích thước của các tiểu hành tinh, tích tụ lực đẩy ngẫu nhiên. Các vật thể khổng lồ, tiền điện tử trở lên, tích lũy sự khác biệt vận tốc hệ thống, do đó tạo cho chúng một động lượng góc ròng.

— Khí quyểnPrisonEscape
nguồn

Bạn có thể yên tâm rằng đĩa tiền điện tử là Keplerian? Bạn có một nguồn? Như LocalFluff chỉ ra, điều đó sẽ dẫn đến sự quay vòng vi sai của đĩa (càng gần bạn càng nhanh) sẽ dẫn đến việc các vòng quay được căn chỉnh ngược lại với cuộc cách mạng đĩa. Đĩa là một vật thể mở rộng với rất nhiều lực cạnh tranh bên cạnh một lực hấp dẫn trung tâm và tôi nghĩ rằng nó là Keplerian là một xấp xỉ rất thô.

— zephyr

Tôi chắc chắn có thể đồng ý rằng vào thời điểm đĩa được thiết lập, các lực khác sẽ không đáng kể và nó sẽ rất chặt chẽ với Keplerian, nhưng vào thời điểm đó, các protoplanet có thể đã có hướng quay cuối cùng (không có bất kỳ va chạm lớn nào).

— zephyr

@zephyr: Hoàn toàn sai về thời gian. Tại sao lại như vậy? Đĩa Keplerian tự thiết lập thời gian rơi tự do cùng với ngôi sao trung tâm. Từ đó trở đi, giữa sự ra đời của các hành tinh và sự phân tán của đĩa ở độ tuổi 1-10 Myrs, nó gần như là Keplerian. Tôi đồng ý rằng đĩa không hoàn toàn là Keplerian, vì có độ dốc áp suất trong trò chơi, nhưng chúng chiếm một vài phần trăm của keplerianity. Đối với động lượng góc hành tinh, bạn phải xem xét động lượng tương đối, vì vậy lập luận của LocalFluff là sai.

— Khí

2

Bảo toàn động lượng góc. Vòng quay của đĩa tiền đạo sẽ được xác định ngẫu nhiên khi ban đầu hình thành, nhưng sau đó nó trở thành yếu tố chi phối. Vật chất trong đĩa sau đó quay quanh tâm khối lượng theo cùng một hướng ngay cả khi nó nhóm thành các tiểu hành tinh và sau đó là các hành tinh. Mặc dù các đối tượng có vòng quay riêng của chúng, tất cả chúng đều có tác động lớn hơn của đĩa ảnh hưởng đến chúng. Vì vậy, tất cả các hành tinh đều quay cùng một hướng, ngoại trừ Sao Thiên Vương và Sao Kim. Tôi nghĩ rằng giả thuyết cho những người vẫn còn là vụ va chạm tiền điện tử đã đánh bật Thiên vương tinh về phía nó và Sao Kim ngay lập tức.

— GBowman
nguồn

Không nên có xu hướng quay theo hướng ngược lại vì phần bên trong của đĩa (và hành tinh) quay quanh nhanh hơn bên ngoài?

— LocalFluff

1

Bảo toàn động lượng góc phần lớn bảo toàn động lượng góc khi các tinh vân hành tinh khí ngưng tụ để tạo thành các hành tinh bất chấp ma sát và va chạm. Điều này được minh họa dưới đây.

Động lượng góc của các vật thể trong hệ mặt trời của chúng ta được đưa ra trong http://www.zipcon.net/~swhite/docs/astronomy/Angular_Momentum.html

Chúng không phải là hằng số mà các hành tinh khí có cùng độ lớn. Khoảnh khắc góc quỹ đạo Cơ thể bán kính quỹ đạo (km) chu kỳ quỹ đạo (ngày) khối lượng (kg) L

Thủy ngân 58.e6 87.97 3.30e23 9.1e38

Sao Kim 108.e6 224,70 4,87e24 1,8e40

Trái đất 150.e6 365,26 5,97e24 2,7e40

Sao Hỏa 228.e6 686,98 6,42e23 3,5e39

Sao Mộc 778.e6 4332.71 1.90e27 1.9e43

Sao Thổ 1429.e6 10759.50 5.68e26 7.8e42

Sao Thiên Vương 2871.e6 30685.00 8.68e25 1.7e42

Sao Hải Vương 4504.e6 60190.00 1.02e26 2.5e42

Họ có thứ tự e ^ 43. (Sao Hỏa có động lượng góc ít hơn. Một số có thể đã được phân phối cho vành đai tiểu hành tinh.)

Mỗi hành tinh bên ngoài dường như mang cùng một động lượng góc!

Ban đầu tôi nghĩ rằng Surya Siddhanta sử dụng hằng số của động lượng góc nhưng nó thậm chí còn đơn giản hơn. Nó chỉ đơn giản là một lý thuyết cày tuyết làm cho các quỹ đạo lớn hơn thu thập được nhiều hạt hơn. Xem "Làm thế nào mà các tác giả của Surya Siddhanta tìm thấy đường kính của các hành tinh khác trong hệ mặt trời?"

Tôi đang đưa ra bảng này để minh họa sự không đổi của động lượng góc ngay cả trong hệ mặt trời của chúng ta được cho là đã ngưng tụ khỏi tinh vân mặt trời nguyên thủy, một người xưa có thể đã sử dụng để xác định đường kính hành tinh. Hằng số của động lượng góc đòi hỏi các hành tinh quay và quay quanh Mặt trời (hoặc tâm khối lượng).

Nếu có một động lượng góc để bắt đầu được hiểu. Bất kỳ khối lượng lớn khí hoặc tinh vân nào cũng sẽ hình thành các sắc thái cuối cùng do nhiễu loạn với các vòng quay theo hướng ngược lại khi các vòng quay phát sinh tự nhiên (do mất ổn định chất lỏng). Nếu mỗi phần ngưng tụ thành một hệ sao hành tinh (và hệ mặt trời) sẽ xảy ra.

Hệ mặt trời của chúng ta có thể đã được hình thành với một cơ chế khác là một ngôi sao đi qua truyền động lượng góc tới tinh vân mặt trời ban đầu.

Các vật thể có quy mô rất lớn cũng ngưng tụ các thiên hà (nói) và phải có các lỗ đen ở trung tâm của chúng để bẫy động lượng góc. Động lượng góc không thể bị phá hủy.

Tôi muốn thêm điều này, động lượng góc quay của tất cả các cơ thể.

Động lượng góc quay, L

Thân / khối lượng kg / bán kính (km) chu kỳ quay (ngày) / L

CN / 695000 /24.6 /1.99e30 /1.1e42

Trái đất / 6378 / 0,99 / 5,97e24 /7,1e33

Sao Mộc / 71492 /0,41 /1,90e27 /6,9e38

Lưu ý rằng động lượng góc quay của Mặt trời cũng là e ^ 42. Khoảnh khắc góc quay của tất cả các hành tinh đều nhỏ so với mô men góc quỹ đạo.

Các hành tinh bên ngoài và Mặt trời có cùng một khoảnh khắc góc cạnh!

Một số loại trang bị của khoảnh khắc góc trong công việc?

— Partha Shakkottai
nguồn