¿Por qué nuestros planetas en el sistema solar están todos en el mismo disco/plano/capa? [duplicar]

Siempre veo imágenes del sistema solar donde nuestro sol está en el medio y los planetas rodean al sol. Todos estos planetas se mueven en órbitas en la misma capa. ¿Por qué?

Posible duplicado: physics.stackexchange.com/q/8502/2451 Relacionado: physics.stackexchange.com/q/12140/2451 y enlaces allí.

Respuestas (2)

No hemos aclarado todos los detalles sobre cómo se forman los planetas, pero es casi seguro que se forman a partir de un disco de material alrededor de una estrella joven . Debido a que el disco se encuentra en un solo plano, los planetas también se encuentran en general en ese plano.

Pero estoy aplazando la pregunta. ¿Por qué debería formarse un disco alrededor de una estrella joven? Mientras la estrella se está formando, una gran cantidad de gas y polvo caen sobre ella. Este material tiene momento angular, por lo que gira alrededor del objeto central (es decir, la estrella) y el flujo choca consigo mismo. Las colisiones cancelan el momento angular en lo que se convierte en la dirección vertical y manchan el material en la dirección horizontal, lo que lleva a un disco. Eventualmente, este disco se fragmenta y forma planetas. Como dije, los detalles no se entienden bien, pero estamos bastante seguros acerca de la parte del disco, y es por eso que los planetas son coplanares.

Muy interesante, me he estado preguntando acerca de esto desde que aprendí lo que era un sistema solar. +1
Encuentro esto más claro: con una nube lo suficientemente pesada alrededor de la nube recién colapsada (= sol), 2 razones a menudo evitan un mayor colapso hacia el sol. 1. El viento solar 2. El momento angular. Restando esta atracción hacia el centro queda una especie de "atracción neta" perpendicular a él (en cada punto de la nube). Entonces, lógicamente, esto eventualmente forma un disco con el momento angular neto. (Existe la posibilidad de que algunos fragmentos no sigan el disco, pero se vuelve más pequeño con su desviación y con cada uno adicional. ¿Plutón?) Similar: en.wikipedia.org/wiki/Protoplanetary_disk#Formation
Mi pregunta es ¿por qué no pueden existir, digamos, dos ejes de rotación ortogonales, para que varios planetas giren alrededor y no choquen?
@Hans Luego, los discos se cruzarían y su material interactuaría, dispersando y reorganizando el material en una configuración más estable. Cuál sea esa configuración depende de las condiciones iniciales.
@zibadawatimmy: ¿Por qué los planetas que pertenecen a dos ejes ortogonales de rotación tienen que ser "discos" como dices e interactuar? El contraejemplo más simple son dos círculos concéntricos de diferentes radios perpendiculares entre sí.
@Hans Lo siento, me perdí la parte de los planetas y estaba pensando en polvo. Para los planetas, las interacciones gravitatorias harán que las órbitas sean caóticas con el tiempo, a menos que estén muy separados. Si se aleja demasiado, es poco probable que se alinee en un avión. La nube de Oort es esférica en lugar de plana, por ejemplo. Más cerca de la estrella y el momento angular, las colisiones y las interacciones durante las etapas iniciales del sistema aplanarán las cosas hasta casi coplanares.
@zibadawatimmy: Gracias por presentarme la nube de Oort y brindarme evidencia de la distribución esférica de las órbitas. Incluso con el polvo y las colisiones, ¿por qué el polvo no puede formar, digamos, diferentes anillos de diferente orientación a corta distancia del sol? La lógica del caos no parece ser demasiado convincente, ya que los planetas del sistema solar se han mantenido bastante estables con la distancia mutua actual. ¿La orientación de la órbita es tan crucial incluso cuando, digamos, hacemos que la distancia mutua de esos anillos sea diez veces mayor que la de los planetas actuales?
@Hans Me falta la experiencia sobre qué tipo de distancias necesita para la estabilidad a largo plazo en ese caso. En cuanto al caos, nuestro sistema solar no siempre ha estado en esta configuración, ni permanecerá en ella. Se sabe que las órbitas en un problema de muchos cuerpos siempre son caóticas (lo que significa que los pequeños cambios se vuelven exponencialmente grandes en escalas de tiempo largas). Es una forma en que sabemos que no hay una segunda tierra siempre al otro lado del sol de nosotros.
@zibadawatimmy: Sé que muchos problemas de gravitación corporal son caóticos. Sin embargo, el sistema solar en la escala de tiempo de la vida terrestre hasta ahora es "relativamente" estable. Mi pregunta es ¿qué prohibición matemática existe contra un planeta distribuido esféricamente o un sistema de eje orbital de polvo con el mismo tamaño de órbita como el sistema solar? Nuestro sistema de planetas solares es mayormente plano. ¿Existe una razón matemática que estipule que el eje de rotación tiene que ser casi paralelo y estable dentro de la escala de tiempo del tiempo de vida de la Tierra hasta ahora?
@Hans, sugeriría hacer su propia pregunta, preguntar en el chat y buscar respuestas existentes. No necesariamente en ese orden.
@Hans Cualquier configuración tiene que ser estable durante mucho tiempo para que podamos tener tiempo de existir y hacer telescopios, etc. Los elementos inestables tenderán a haber caído al sol o a otros planetas. Algunos pueden haber alcanzado la velocidad de escape, o estar en la nube de Oort, etc.
@Dronz: "Estable" aquí no es necesario que sea por tiempo infinito y se define en relación con un intervalo de tiempo dado. Sin embargo, ¿cómo se relaciona su comentario con mi pregunta?
@Hans Buen punto. Estoy pensando en la suposición de que se formaron por acreción de una nube que se condensó gradualmente por la gravedad. Así que me imagino una nube de gas con irregularidades cuyas concentraciones forman piezas más densas y, finalmente, generalmente una es la más grande que se convierte en la estrella principal y, a medida que se forma, más y más materia se arremolina dentro o alrededor de ella. La materia que se arremolina a su alrededor se dispersará inicialmente y seguirá condensándose, por lo que tenderá a condensarse hacia concentraciones...
... y como comenzó como una nube que era más uniforme que no, tenderá a tener una historia continua desde ese punto que tendrá cierta continuidad a gran escala a menos que las variaciones concentradas a pequeña escala conduzcan a alguna asimetría. Así que creo que sí, podrías terminar con los planetas interiores en un plano diferente, pero sería la excepción y no el caso habitual. (Me encantaría ver algunos intentos de simulación de acreción del sistema solar; me pregunto si hay algunos).
@Dronz: La concentración debería ser local. Mi pregunta es por qué no puede haber, con alta probabilidad, anillos elípticos concéntricos disjuntos, a la distancia de los planetas solares en escala o mayor para la nube de polvo, que sean estables en la escala de tiempo actual del sistema solar, que los planetas o el polvo puedan rotar alrededor de la estrella central sobre ejes muy distintos.
@Hans Es posible que no esté diciendo nada que no haya escuchado varias veces antes, pero ... Dado que la forma en que se forman los sistemas solares aún no se conoce por completo, no lo sabemos, pero asumiendo la acumulación solar, me parece la razón sería que la probabilidad no es alta porque la distribución a gran escala tiende a no tener concentraciones locales importantes antes de la acreción, y una nube tiene colisiones de partículas que tienden a cancelar las diferencias, y las concentraciones atraen cada vez más y causan más colisiones, tiende a conducir a un plano a menos que suceda algo importante que lo desvíe.
@Dronz: Sí, los he escuchado antes, y nuevamente esta línea de argumentación parece formarse en retrospectiva: porque en la mayoría de los ejemplos que hemos observado --- no creo que el número sea alto como la mayoría de los planetas y nubes de polvo en otros sistemas solares son oscuros y, por lo tanto, inobservables --- las órbitas son casi planas, por lo que llenamos cualquier razón APARENTEMENTE plausible para convencernos de que este es casi siempre el caso, independientemente del rigor matemático. Es un poco parecido al chiste sobre la teoría del psicólogo. Ahora, para ser más específicos, ¿por qué "la distribución a gran escala tiende a no tener mayor...
@Dronz: ¿"concentraciones locales"? Si las regiones elípticas en las que residen las diferentes órbitas están todas separadas y lo suficientemente lejos, no habría colisiones ni cancelaciones ni concentraciones. Usted, al igual que los demás, parece poner el carro delante del caballo y elegir las razones solo para poder sacar la conclusión prescrita. Eso parece ajustarse más a la característica de la falacia lógica que al método científico.
@Hans Es cierto que no lo sé. El método científico incluye formular hipótesis, y sí, esta se basa principalmente en nuestro ejemplo principal de un sistema solar, y podría ser la excepción. Hay muchas suposiciones o incluso conjeturas. Como escribí, "no lo sabemos". Estoy hablando de lo que creo que entiendo acerca de las teorías. Estoy tratando de explicar cómo esta teoría parece tener sentido para mí. El pensamiento de la conjetura que conozco es que los sistemas solares se forman a partir de una gran cantidad de polvo que se supone que suele ser bastante homogéneo antes de que comience a acumularse en objetos más grandes.
@Dronz: Sé lo que estás diciendo. Incluso para la distribución inicial esférica, como se supone en su última oración, con quizás alguna perturbación, ¿por qué la mayoría de las órbitas semiestables resultantes deberían estar en un solo plano?
@Hans Ok, pondré lo que creo que entiendo sobre esta teoría en una respuesta.
Agregué una respuesta a la pregunta "posible duplicado", aquí: physics.stackexchange.com/questions/8502/… . Incluso mejor que mi respuesta es el sitio que encontré aquí: academicpedia.org/article/Accretion_discs

Es un avión porque estamos orbitando el centro de la galaxia muy rápido. Nuestra elíptica es realmente una aguja con el sol, el objeto más masivo de nuestro sistema solar, arrastrándonos con él.

¿Por qué nuestros planetas en el sistema solar están todos en el mismo disco/plano/capa? [duplicar]
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