Gezegenler yuvarlanan asteroitlerden oluşmasına rağmen neden aynı yönde dönme eğilimindedir?

9

Gezegenlerin aynı şekilde dönme eğilimi güçlü iken, asteroitlerin eksenel eğimleri rastgele değişir (bu öncülün yanlış olup olmadığını bana bildirin). Gezegenler asteroitlerin çarpışmasıyla oluşturulduysa, rastgele eğimlerin toplamı rastgele gezegensel rotasyona neden olmamalı mı? Tabii ki, etkilerin açısı ve hızı, YORP etkisi, santrifüj kopuşu ve ne gibi diğer faktörler önemlidir, ancak birlikte ele alındığında rotasyon üzerinde nasıl sistematik bir etki olabilir?

Ceres 4 ° eğim ile davranır, ancak ilk keşfedilen asteroitlerin diğeri 84 °, 50 °, 42 ° gibi eğilir. Toz partikülleri (ve varsa gaz molekülleri) kesinlikle rastgele döner. Güneş Bulutsusu, gezegenlerin yörüngelerinde yerçekimi ve sürtünmenin ortaya çıktığı net bir dönüşe sahipti. Ancak, her yıldız için yörüngesel yönelim olduğu için, dönme ağı, her gezegen için ilişkisiz eğimlerle bireysel olmamalı mı?

— LocalFluff
kaynak

Eksenel eğime ek olarak yörünge eğiminin de dikkate alınması gerektiğini düşünüyorum.

— LocalFluff

— Bununla

Benzer: astronomi.stackexchange.com/questions/6183/…

— BowlOfRed

13

Asteroitlerin eğiminin çok rasgele bir şekilde dağıtıldığı ve Güneş bulutsusunun dönüşünün bu eğime küçük bir katkıda bulunduğu ve sadece biraz eğrildiği konusunda haklısınız.

Ancak, rasgeleliğin basitçe topladığı doğru değilsiniz. Bulutsunun dönüşü baskın faktör haline gelene kadar, büyük miktarda asteroit birleştirdiğinizde, rastgelelik giderek daha fazla iptal edilir. Bu çok sayıda Kanun ile ilgilidir .

Örneğin, bir zar atın. Sonuç rastgele. 10 zar atın, toplamlarını hesaplayın ve 10'a bölün. Artık ortalamadan çok uzak değil misiniz? Aynı şeyi binlerce zar veya milyonlarca asteroit ile yapabilirsiniz. Bir nesneyi oluşturan asteroitlerin sayısı gerçekten yüksek olduğunda, eğim, bulutsunun dönüşüyle belirlenen ortalama değerden çok uzak olmayacaktır.

Aynı argüman eğim için de geçerlidir ve gezegenlerin yörüngeleri eliptik olsa da, rastgele bir yörüngenin olacağı kadar dairesel değildirler.

— SE - iyi adamları kovmayı bırak
kaynak

Ancak büyük sayılar yasası ortalamaya ekler. Zar gibi gezegenleri fırlatmak, ortalama olarak hiçbir gezegen dönüşü yapmaz. Zarların her zaman eşit sayıda nokta göstermesi garip değil mi? Bulutsunun rotasyonu her gezegenin rotasyonunu etkiler, ancak asteroitlerin rotasyonunu etkilemezse, bunun nasıl olduğunu anlamak için daha fazla açıklamaya ihtiyacım var. Güneş Bulutsusu'nun rotasyonu ile içinde oluşan münferit gezegenlerin rotasyonu arasında herhangi bir ilişki var mı?

— LocalFluff

3

@LocalFluff Rastgele hareketin ortalamasının sıfır olacağını düşünüyorum! Ortaya çıkan rotasyon, rastgele olmayan tek bileşen olan güneş bulutsusunun rotasyonundan kaynaklanmaktadır.

— SE - iyi adamları

Bu en akılcı açıklama olurdu, ama yine de oldukça kısa. Güneş Bulutsusu'nun dönüşü, içinde oluşan her bir gezegeni aynı şekilde sistematik olarak nasıl etkiler? Gezegenlerin yarısı onları devirecek şekilde etkilenmemeli miydi?

— LocalFluff

1

Nitpick'ten nefret ediyorum, ancak üçüncü paragrafınız zar kelimesini çok karıştırıyor. "bir zar atmak" "bir kalıp atmak" olmalı ve "zar" bir kelime değil, uygun çoğul biçim "zar" olmalıdır. Bir düzenleme önermeye çalıştım, ancak sayılamayacak kadar karakter yoktu.

— Cody

2

Burada LocalFluff ile hemfikirim. "Güneş bulutsusunun rastgele olmayan dönmesi" nin gezegenlerin gerçekte nasıl oldukları gibi dönmesine neden olduğunu açıklayarak soruyu gerçekten yanıtlamaktan çok az durdunuz. Argümanınız rastgele birleştiren asteroitlerin ortalama ile birleşmesi ise, ortalama olarak asteroitlerin diskle birlikte döndüğü ve o zaman soru bu şekilde nasıl döndüklerini (ortalama olarak) sürdürüyor. Soruyu başka bir bölgeye kaydırdınız, ancak cevap vermediniz.

— zephyr

3

Protoplantary bir diskte dönme hızının $v_r$ , keplerian, yıldız r mesafesi gibi

v_{r} (r) = \sqrt{\frac{G, M}{r}} (1)

$v_r(r) = \sqrt{\frac{GM}{r}} ~ ~~~~~~~~~~~~ (1)$ Bu, noktanın bir kısmını göstermeye hizmet etmelidir: herhangi bir

r < r_{0}

$r<r_0$ sahibiz

v_{r} > v_{r} (r_{0})

$v_r>v_r(r_0)$ ve tam tersi. Böylece gezegenin konumundan bakıldığında 'sol' gaz ve toz sistematik olarak daha hızlı akar ve 'sağ' sistematik olarak gezegenden daha yavaş akar.
Böylece, toplam, nihai kütlenizin ve dolayısıyla açısal momentumunuzun önemli bir kısmını bu akıştan toplarsanız, otomatik olarak sistematik bir dönüş başlatırsınız.

Peki bu ne zaman alakalı?
Bir protoplanet veya asteroitin toplanabileceği bölge, maksimum yerçekimi etki alanı, ayrıca yarıçaplı Hill-küre

r_{'H} = r_{0} \sqrt[3]{\frac{m_{p l bir n e t}}{3 m_{s t bir r}}} (2)

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

r_{0}

$r_0$ yukarıdaki gibi, bir yarı ana eksen mesafesidir.

Şimdi eğer bu $r_H$ (1) 'deki hız gradyanlarını hissetmek için çok küçük veya toplanma nesnesi aşağıdakiler için yeterince büyük değilse $r_H$ protostellar diske önemli ölçüde uzanmak için, o zaman birikme rastgele momenta birikecektir.
Protoplanet önemli bir Hill-küresine büyümeyi başarırsa, büyük bir hız farkı olan gaz ve katıları toplamaya başlar. $v_r(r)-v_r(r_0)$ Rastgele yerine daima sistematiktir.

TL; DR Küçük nesneler, kabaca asteroitlerin büyüklüğünde, rastgele rastgele momentumları iter. Büyük nesneler, protoplantary ve üstü, keskin sistematik hız farklılıkları, böylece net bir açısal momentum verir.

— AtmosphericPrisonEscape
kaynak

Protoplantary diskin Keplerian olduğundan emin olabilir misiniz? Kaynağın var mı? LocalFluff'un işaret ettiği gibi , bu, diskin diferansiyel dönüşüne (ne kadar yakınsanız ) dönüşe neden olur, bu da dönüşlerin disk devriminden ters hizalanmasına neden olur. Disk, merkezi bir yerçekimi kuvvetinin yanı sıra birçok rakip kuvvete sahip genişletilmiş bir nesnedir ve bence Keplerian olduğunu söylemek en iyi ihtimalle çok kaba bir yaklaşımdır.

— zephyr

Diskin kurulduğu zaman, bu diğer güçlerin ihmal edilebilir olması ve Keplerian'ın çok yakın olması gerektiğine kesinlikle katılıyorum, ancak bu noktaya kadar, protoplanetlerin zaten nihai dönüş yönlerine sahip olmaları (büyük çarpışmaların engellenmesi).

— zephyr

@zephyr: Zaman çizelgeleri hakkında kesinlikle yanlış. Neden olsun ki? Keplerian diski, merkezi yıldızla birlikte serbest düşüşlü bir zaman ölçeğine yerleşir. O andan itibaren, gezegenlerin doğumuyla 1-10 Myrs arasında diskin dağılması arasında Keplerian yakınlarındadır. Oyunda basınç gradyanları olduğu için diskin mükemmel bir şekilde Keplerian olmadığını kabul ediyorum, ancak bunlar alt-keperinanitenin yüzde birkaçını oluşturuyor. Gezegensel açısal momentum için, göreli momentumu dikkate almanız gerekir, bu nedenle LocalFluff'un argümanı yanlıştır.

— AtmosphericPrisonEscape

2

Açısal momentumun korunumu. Protoplantary diskin dönüşü, başlangıçta oluştuğunda rastgele belirlenir, ancak daha sonra baskın faktör haline gelir. Diskteki madde daha sonra asteroitlere ve sonra protoplanetlere gruplandırılsa bile kütle merkezini aynı yönde yörüngede tutar. Nesnelerin kendi dönüşleri olmasına rağmen, hepsinin onları etkileyen diskin daha büyük etkisi vardır. Böylece Uranüs ve Venüs hariç tüm gezegenler aynı yönde dönüyor. Bence bunlar için hipotez, Uranüs'ü kendi tarafında ve Venüs'ü hemen deviren protoplantary çarpışmadır.

— GBowman
kaynak

Diskin (ve gezegenin) iç kısmı dıştan daha hızlı yörüngede döndüğü için ters yönde dönme eğilimi olmamalı mı?

— LocalFluff

1

Açısal momentumun korunması, gaz halindeki gezegensel bulutsular sürtünme ve çarpışmalara rağmen gezegenler oluşturmak üzere yoğunlaştıkça açısal momentumu büyük ölçüde korur.

Güneş sistemimizdeki cisimlerin açısal momentumu http://www.zipcon.net/~swhite/docs/astronomy/Angular_Momentum.html adresinde verilmiştir.

Sabit değildirler, ancak gaz halindeki gezegenler aynı büyüklüktedir. Yörünge Açısal Momentum Gövdesi yörünge yarıçapı (km) yörünge dönemi (gün) kütle (kg) L

Civa 58.e6 87.97 3.30e23 9.1e38

Venüs 108.e6 224.70 4.87e24 1.8e40

Earth 150.e6 365.26 5.97e24 2.7e40

Mars 228.e6 686.98 6.42e23 3.5e39

Jüpiter 778.e6 4332.71 1.90e27 1.9e43

Satürn 1429.e6 10759.50 5.68e26 7.8e42

Uranüs 2871.e6 30685.00 8.68e25 1.7e42

Neptün 4504.e6 60190.00 1.02e26 2.5e42

Bunlar e ^ 43 düzenindedir. (Mars'ın açısal momentumu daha azdır. Bazıları asteroit kuşağına dağıtılmış olabilir.)

Her dış gezegen aynı açısal momentumu taşıyor gibi görünüyor!

Aslında Surya Siddhanta'nın açısal momentum sabitliğini kullandığını düşündüm, ancak daha da basit. Daha büyük yörüngelerin daha fazla parçacık toplamasını sağlayan bir kar küreme teorisidir. Bkz. "Surya Siddhanta'nın yazarları güneş sistemindeki diğer gezegenlerin çaplarını nasıl buldular?"

Bu tabloyu, primordial güneş bulutsusundan yoğunlaştığı varsayılan güneş sistemimizde bile açısal momentum sabitliğini göstermek için veriyorum, eskilerin gezegen çaplarını belirlemek için kullanabileceği bir gerçek. Açısal momentumun sabit olması, gezegenlerin Güneş'in (veya kütle merkezinin) etrafında dönmesini ve yörüngesini gerektirir.

Başlangıçta açısal bir momentum varsa anlaşılır. Herhangi bir büyük gaz veya bulutsu kütlesi, doğal olarak dönüşler (sıvı dengesizliği ile) ortaya çıktıkça, sonunda zıt yönlerde dönme türbülansı ile girdaplar oluşturacaktır. Her parça bir yıldıza (ve güneş sistemine) yoğuşursa gezegen sistemleri meydana gelir.

Güneş sistemimiz, orijinal güneş bulutsusuna açısal momentum kazandıran bir yıldız olan başka bir mekanizma ile oluşturulmuş olabilir.

Çok büyük ölçekli cisimler de gökadalara (örneğin) yoğunlaşır ve açısal momentumu yakalamak için merkezlerinde kara delikler olmalıdır. Açısal momentum yok edilemez.

Bunu eklemek istiyorum, tüm cisimlerin dönme açısal momentumu.

Dönme Açısal Momentum, L

Gövde / kütle kg / yarıçap (km) dönüş süresi (gün) / L

Güneş / 695000 /24.6 /1.99e30 /1.1e42

Dünya / 6378 /0.99 /5.97e24 /7.1e33

Jüpiter / 71492 /0.41 /1.90e27 /6.9e38

Güneş'in dönme açısal momentumunun da e ^ 42 olduğunu unutmayın. Tüm gezegenlerin spin açısal momentumu, yörünge açısal momentumlarına göre küçüktür.

Dış gezegenler ve Güneş aynı açısal momentuma sahiptir!

İşyerinde açısal momentumun bir tür teçhizatı mı?

— Partha Shakkottai
kaynak