¿Por qué todos y cada uno de los planetas de nuestro sistema solar tienen un ángulo de inclinación axial único?

En las primeras etapas de la formación del sistema solar, los planetesimales comienzan a condensarse y todo gira con el momento angular heredado de la nube de gas y polvo que se derrumba, por lo que todos los planetesimales tienen sus ejes de órbita y giro estrechamente alineados con los del protosol. . Y mientras un planetesimal continúa creciendo atrayendo material cercano, su orientación de giro no se ve muy afectada.

Pero finalmente, los planetesimales se vuelven lo suficientemente grandes como para comenzar a atraerse entre sí y se producen colisiones. Estas colisiones pueden perturbar el eje de giro de un planetesimal, especialmente si la colisión está descentrada y si los dos cuerpos tienen un impulso aproximadamente similar.

Los planetesimales grandes crecen más rápido que los pequeños y es menos probable que se altere su eje de giro. Entonces, proto-Júpiter logra capturar la mayor parte de la materia que no termina en el proto-Sol, y sufre poca interrupción en su eje de giro. Los planetas más pequeños no tienen tanta suerte.

Esa es la imagen aproximada, y se pierden muchos detalles. Algunos de los detalles aún no están claros y se necesita más trabajo para aclararlos.

El mayor misterio es Urano. No sabemos por qué Urano está girando de lado, pero suponemos que fue causado por alguna interacción bastante tarde en su historia porque sus principales lunas orbitan en su plano ecuatorial, más o menos. Una teoría es que sufrió daños colaterales en cualquier caso que alterara el eje de rotación de Saturno. Tenga en cuenta que los anillos de Saturno y las lunas grandes orbitan en el plano ecuatorial de Saturno.

Mercurio tiene un período orbital corto y, por lo tanto, una velocidad orbital alta. Está bloqueado por mareas al Sol, de modo que gira 3 veces sobre su eje en 2 revoluciones alrededor del Sol; ese bloqueo de marea también bloquea su eje de giro bastante cerca de su eje de revolución.

Venus también es un poco un misterio. Anteriormente se creía que estaba bloqueado por mareas, con su año igual a su día, pero en realidad su período de rotación es de aproximadamente 243 días (terrestres), aproximadamente 20 días más que su año, ¡y está girando hacia atrás! No sabemos por qué, pero sospechamos que puede deberse a un fuerte acoplamiento entre su superficie y una atmósfera muy densa. También tenga en cuenta que Venus experimentó una actividad tectónica severa en todo el planeta no hace mucho tiempo (en una escala de tiempo astronómica), por lo que su superficie es relativamente nueva y es posible que gran parte del momento angular del planeta se haya transferido a su atmósfera.

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Los planetas se formaron de forma independiente (aunque aproximadamente al mismo tiempo) y el entorno de cada planeta fue ligeramente diferente. Después de su formación inicial, han estado sujetos a diferentes historias de perturbación y colisión.

El efecto general es que la inclinación axial de cada planeta es esencialmente un número aleatorio (aunque no uniformemente distribuido). Si elige 8 números aleatorios, se sorprendería si dos salieran exactamente iguales.

Mi hipótesis es que la razón por la que los planetas tienen inclinación axial es la topología del espacio-tiempo alrededor de un sol. ¿Alguna vez ha intentado empujar un troll de compras pesado mientras atraviesa una pendiente pronunciada? Tiene que girar el trole 0° desde la dirección en la que desea viajar, a un ángulo que sea directamente proporcional al peso del trole y al ángulo de la pendiente. Para continuar recorriendo la pendiente con el carro en línea recta.

Creo que eso es lo que está pasando con la inclinación axial planetaria.

Nuestra Tierra parece oscilar su inclinación angular de 21° a 24° durante un período de tiempo. Este aislamiento podría ser causado por la ligera oscilación o espiral del sol en su trayectoria de avance.