¿Por qué las lunas de Urano y Plutón giran alrededor del ecuador? ¿Qué hace que la inclinación de una luna se incline con el eje de rotación de su planeta?

Me las arreglé para encontrar dos hipótesis para la inclinación de Urano que explican por qué sus lunas también están orbitando en un plano inclinado.

La hipótesis de los impactos múltiples se basa en el hecho de que, si Urano se hubiera inclinado por la fuerza de un solo gran impacto (como se creía comúnmente), entonces las lunas deberían haber permanecido en su plano original. Una versión corregida de esta hipótesis decía que, si el disco de acreción del que se estaba formando Urano todavía estaba presente, un impacto lo habría destruido y recreado en el mismo lugar que el nuevo ecuador. Entonces, las lunas se habrían acumulado desde el disco en ese plano. Esto, sin embargo, habría producido lunas con movimiento retrógrado (que no es el caso de la mayoría). Entonces, la última idea es que Urano sufrió múltiples impactos, lo que, según las simulaciones, funciona para producir el sistema planetario tal como lo vemos hoy. (Hay otro problema con esta hipótesis).

La teoría libre de colisiones (o escenario sin colisiones como se describe en el documento) propone que Urano podría haberse inclinado progresivamente a medida que se formaba sin la necesidad de postular un impacto (o una serie de impactos), si tuviera un satélite adicional y comenzara con un gran inclinación (que es permitida por los modelos actuales); la luna adicional podría haber sido expulsada más tarde. Las simulaciones funcionaron para una inclinación inicial de más de 17 grados y una luna de 0,01 de masa uraniana y en 50 radios uranianos.

Así como las fuerzas de marea pueden empujar una luna hacia afuera y, con el tiempo, hacer circular la órbita, la protuberancia ecuatorial del planeta tiene una fuerza similar que atrae a la Luna a una órbita sobre el ecuador. Esto es cierto dado el tiempo suficiente y la velocidad de rotación suficiente para que el planeta tenga una protuberancia ecuatorial suficiente.

Para una luna en formación, debería haber cierta similitud en el momento angular durante la formación natural. Similar a una luna de impacto como la nuestra, donde el impacto hace que el planeta gire.

Una luna capturada puede orbitar en cualquier dirección con o en contra de la rotación del planeta en cualquier ángulo con respecto al planeta ecuatorial del planeta, al menos inicialmente, pero la protuberancia ecuatorial tiene un efecto de marea que, con el tiempo, atrae a la luna sobre ella.

El abultamiento de la marea de la Tierra, que mueve la luna unos centímetros cada año, tiene solo un par de metros de altura sobre los océanos y unas pocas pulgadas sobre la tierra. El abultamiento ecuatorial de la Tierra es de 42,77 km. Unos 4 órdenes de magnitud más significativos que la protuberancia de la marea. No es difícil ver cómo una protuberancia de ese tamaño, en muchas órbitas, influiría en la luna en una órbita sobre el ecuador. Lo mismo es cierto para los sistemas de anillos, que se forman sobre el ecuador de un planeta. "Pregúntale a un astrónomo" dice básicamente lo mismo.

Las excepciones serían si la luna fue capturada recientemente, o si el planeta giró muy lentamente (Venus, por ejemplo), o si la luna estaba cerca de la región inestable de la esfera montañosa donde el objeto que orbita (planeta) y el objeto que limita la esfera de la colina del planeta (sol) tienen un efecto en la luna. Sospecho (pero no sé cómo hacer los cálculos), que la órbita de nuestra luna es 5 y cambia los grados del ecuador de la Tierra se debe a la proximidad al sol y la Luna no está demasiado lejos de la parte inestable de Hill Sphere .

Las otras lunas que mencionas están mucho más adentro de las Hill Spheres de su planeta y mucho más gobernadas por la protuberancia ecuatorial del planeta. consulte la tabla y el gráfico a continuación.