Почему (большинство) планет вращаются против часовой стрелки, то есть так же, как Солнце?

28

Обращаясь к механизмам, объясняющим формирование солнечной системы, и к начальному вращению газообразного облака, которое распалось, я легко понимаю, почему планеты вращаются вокруг Солнца так же, как это вращается (скажем, против часовой стрелки), но я не могу понять, почему это применимо к вращению планет тоже. Размышляя об этом с точки зрения законов Кеплера и сохранения момента импульса, я могу заключить, что планеты должны вращаться по часовой стрелке, потому что скорость частиц, которые собирались во время формирования планет, была выше ближе к Солнцу ...

Помимо краткого объяснения, я хотел бы получить хорошую ссылку из литературы, если это возможно.

Отредактируйте, чтобы сделать мои рассуждения более явными: следуя законам Кеплера, частицы, которые накапливаются на «дневной стороне» протопланет в направлении восток-запад относительно земли, быстрее, чем частицы, ударяющиеся на «ночной стороне» в направлении запад-восток. Если мы добавим все эти вклады, планеты должны вращаться в противоположном направлении относительно начального облака (то есть относительно фактического вращения Солнца). Я думаю, что-то там не так или отсутствует (чтобы уравновесить только что описанный феномен), но я не вижу, что это ...

Новое редактирование: Ссылки Я нашел несколько опубликованных статей, посвященных этому вопросу, но сейчас у меня нет времени, чтобы внимательно их прочитать. Если кто-то заинтересован в этом, не стесняйтесь ;-) Если я найду ответ на свой вопрос среди этих статей, я опубликую его там позже. Конечно, вам может понадобиться использовать сеть учреждения с подпиской на эти редакторы для доступа к ним:

RT Giuli (1968a) в Икаре: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103568900821

RT Giuli (1968b) в Икаре: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103568900122

А. В. Харрис (1977) в Икаре: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103577900793

JJ Lissauer, DM Kary (1991) в Икаре: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001910359190145J

Arroway
источник
1
Можете ли вы объяснить сохранение момента углового момента?
HDE 226868
@ HDE226868 На самом деле я понимаю, что на самом деле не использую его в своих рассуждениях (см. Мои правки) ... или, возможно, я просто забыл, как я его использовал: -S Может быть, я сослался на сохранение углового момента, чтобы явно указать, планеты должны были сохранять вращение по часовой стрелке до сегодняшнего дня, если бы моя демонстрация была правильной.
Arroway
Я ценю редактирование, но я все еще не совсем понимаю. Почему частицы с одной стороны движутся быстрее, чем с другой? Кроме того, планеты, какими мы их знаем, сформировались через миллионы лет после множества столкновений (не совсем подходящее место для жизни!) - я не знаю, как протопланетный диск играет на нем.
HDE 226868
@ HDE226868 Извините за поздний ответ. С моей точки зрения, разные скорости объясняются разными траекториями частиц. Идея заключалась в том, что частицы, приходящие с меньших орбит, быстрее (закон Кеплера), поэтому удары сильнее в среднем на «дневной стороне». Но это объяснение, вероятно, в любом случае неверно или, по крайней мере, несущественно, учитывая, что в одно и то же время могут быть задействованы другие процессы и что некоторые частицы могут приходить и со случайных направлений.
Arroway
Спасибо. К сожалению, я не могу вам в этом помочь, поэтому не буду слишком спешить, чтобы исключить этот аргумент. Удачи.
HDE 226868

Ответы:

13

Хотя я профессиональный астроном (но не эксперт в этой области), у меня нет хорошего ответа. AFAIK, этот вопрос все еще открыт. Фактически, тот факт, что большинство планет в Солнечной системе вращаются в том же смысле, в каком они вращаются вокруг Солнца, является важным ограничением для возможных сценариев образования планет (из которых еще несколько в настоящее время обсуждаются учеными).

Например, идея о том, что планеты образуются из пыли, собранной в центре вихрей в протопланетном диске, может быть почти исключена, потому что ретроградные вихри намного более устойчивы и долговечны, чем проградивные (красное пятно Юпитера является ретроградным вихрь), и, следовательно, планеты должны быть ретроградными, но это не так.

Вальтер
источник
1
Спасибо за этот "открытый ответ". Я думал, что ответ будет проще, но чем больше я ищу хорошего объяснения, тем больше я осознаю, насколько это сложно ... Итак, вместо того, чтобы говорить, что то, как вращаются планеты, объясняется любым "широко принятым" образованием планет сценарий, мы должны сказать обратное, то есть вращение используется в качестве ограничения на возможные сценарии?
Arroway
Ну, я на самом деле не очень хорошо информирован, так что не цитируйте меня об этом.
Уолтер
6

Причина, по которой большинство планет в нашей солнечной системе (за исключением Венеры и Урана) вращается против часовой стрелки, связана с протопланетным диском, который образовал Солнце и все планеты вокруг него. Поскольку протопланетный диск вращался против часовой стрелки, любые объекты, которые образовались из одного и того же диска, имели бы одинаковое вращение. В том, что он вращается против часовой стрелки, нет ничего особенного. Все зависит от начального вращения диска.

Причина, по которой Венера и Уран имеют вращение, противоположное большинству других планет, наиболее вероятна, потому что они пострадали от другого крупного объекта через некоторое время во время своего формирования, что привело к изменению направления вращения. Это также объясняет, почему ось Урана наклонена до такой степени.

Если вы хотите узнать больше, вот несколько ссылок: http://scienceblogs.com/startswithabang/2010/10/07/counterclockwise-but-there-are/ http://hubblesite.org/hubble_discoveries/discovering_planets_beyond/how- do-planets-form http://www.astronomycafe.net/qadir/q50.html

Нирвик Баруа
источник
7
На самом деле для Венеры и Урана изменилось не направление вращения, а ось планеты, которая была перевернута вверх дном для Венеры и на 90º для Урана.
Joan.bdm
Да, это правда. Поскольку объект попал на планету, он изменил свой осевой наклон, создавая впечатление, будто он вращается против часовой стрелки
Нирвик Баруа
2
@NirvikBaruah Спасибо за ответ, но, с моей точки зрения, без дальнейших объяснений, он относится только к тому, как планеты вращаются вокруг Солнца, а не к тому, как они вращаются. Я только что добавил абзац в свой первоначальный вопрос, чтобы быть более четким.
Arroway
@NivikBaruah, ты имеешь в виду "революцию" здесь? То, о чем вы говорите, не имеет ничего общего с вопросом.
HDE 226868
1
Также обратите внимание, что мы называем направление против часовой стрелки только потому, что культура, которая в наши дни стала доминирующей в науке, произошла в северном полушарии нашей собственной планеты, и мы ассоциируем Север с «вверх». Для Солнечной системы нет объективного «вверх» или «вниз», только объективная орбитальная плоскость является объективной. Так что, в конце концов, это гораздо больше связано с развитием науки и культуры, чем с первым
поворотом
1

Я не могу дать вам четкое и математическое объяснение, но, возможно, это моделирование даст вам подсказку.

Если вы посмотрите на нижнюю с бета = 0,01 (более высокая начальная скорость вращения), вы увидите, как, возможно, образуется бинарная или даже троичная система. Я полагаю, это можно было бы использовать в качестве примера для формирования планет.

http://www.astro.ex.ac.uk/people/mbate/Animations/prestellar_discs.html

Joan.bdm
источник
Почему я получил отрицательный голос?
Joan.bdm
Это не я! Ваш ответ интересен, но я не уверен, что аналогия между бинарной системой и образованием планет настолько проста. Во всяком случае, может быть, это так, но это не помогает мне так много думать о моем первоначальном вопросе, если я не пропущу что-то ...
Arroway
1
@Ceribia Link работает для меня. Возможно, это было временно приостановлено, когда вы прокомментировали в 2016 году. Хорошие анимационные анимации, но они на самом деле не отвечают на вопрос. Если вы или кто-то еще по-прежнему заинтересован, обсуждение вопроса о двойственности astronomy.stackexchange.com/questions/23777/… может помочь выяснить это подробнее.
Джейкоб С. поддерживает GoFundMonica
-1

Внешние планеты нашей Солнечной системы не только движутся одинаково, но и имеют почти равные угловые импульсы. Это включает в себя Солнце, вращающееся вокруг своей оси. Почему так не понятно.

Партха Шаккоттай
источник