¿Por qué las órbitas de los cuerpos celestes son generalmente tan circulares?

En primer lugar, las órbitas de los cuerpos celestes no son “generalmente” circulares. La mayoría de los planetas en nuestro sistema solar tienen órbitas casi circulares. Los cuerpos celestes también incluyen asteroides y cometas, y la mayoría de los cometas tienen órbitas parabólicas o hiperbólicas. Además, al menos varios exoplanetas que hemos encontrado tienen órbitas elípticas.

La razón por la cual las órbitas son tan circulares como lo es es porque la energía se disipó cuando el sistema solar todavía era solo una nube de gas y polvo a través de colisiones de partículas, radiación de calor, etc., hasta que se unieron y formaron planetas, causando la nube de gas colapsará en lo que vemos hoy. Las partículas con suficiente energía cinética escaparon de la órbita del Sol, mientras que los restantes planetas formados, cometas, asteroides, satélites, etc. Las órbitas circulares tienen la energía más baja, por lo que las órbitas que vemos hoy son un reflejo de la energía de los objetos basados ​​en el velocidad inicial del gas y partículas que formaron el sistema solar y la disipación a lo largo de su formación.

No estoy seguro de por qué la órbita de Mercurio no es tan circular (es decir, su órbita es más excéntrica). Pero en base a las ecuaciones de movimiento orbital, que establecen que la excentricidad se define como proporcional a la raíz cuadrada de la energía total e inversamente proporcional a la masa reducida (una medida de la masa combinada de Mercurio y el Sol, de algún tipo), las partículas los que formaron Mercurio eran más enérgicos en relación con la masa reducida. Vi en algún lugar en línea una sugerencia de que Júpiter influyó en la excentricidad de Mercurio, pero no estoy seguro de que el pequeño tamaño de Mercurio (en relación con los planetas entre Mercurio y Júpiter) compensara la mayor distancia que reduciría la influencia de Júpiter. Los asteroides varían en excentricidad, y muchos tienen excentricidades menores que Mercurio (más órbitas circulares).

Las órbitas perfectamente circulares deberían ser, y son, raras.

Las órbitas casi circulares deberían ser, y son, comunes. Esto es por la misma razón por la que la mayor parte de la masa en un sistema estelar orbita en el mismo plano y dirección, porque durante la eliminación de materia alrededor de una estrella (o cualquier otra cosa) todos los movimientos aleatorios tienden a cancelarse a través de colisiones e interacción gravitacional. , hasta que todo lo que queda es esa rotación neta de la nube general de escombros que existía para empezar, y eso siempre es una rotación en un plano.

Una vez que los escombros se hayan despejado, casi toda la masa estará en órbita en el mismo plano y dirección a menos que un impacto o una falla cercana arrojen algo fuera de posición.

La órbita de Mercurio tiene la mayor excentricidad de cualquier planeta, pero aún no es tan grande. Esto, así como la inclinación de 7 grados de la eclíptica (el plano de rotación promedio en el sistema solar) se debe a un impacto o una falla cercana con algún objeto lo suficientemente grande como para sacarlo de su posición.

La rotación retrógrada de Venus y Urano fue causada de manera similar por impactos proporcionalmente grandes durante la formación.

Los objetos en el sistema solar exterior (el cinturón de Kuiper y la nube de Oort están menos confinados a la eclíptica (porque a distancias tan extremas, eran menos propensos a las interacciones durante la formación del sistema solar) y cuando la gravedad los saca de su posición termine en órbitas extremadamente elípticas, muy inclinadas y / o retrógradas alrededor del sol.

Ninguna de las órbitas es verdaderamente circular, todas son elípticas, pero en la mayoría de los casos pueden describirse como casi circulares, con la excepción de Mercurio y, por supuesto, el planeta enano Plutón. La respuesta simple a su pregunta es que solo los planetas con órbitas casi circulares tienen muchas posibilidades de estabilidad en el sistema solar, ya que tales órbitas reducen la posibilidad de perturbaciones en sus órbitas, lo que podría causar colisiones. Mercurio como el planeta más cercano al sol es una excepción porque no hay un planeta más cercano, y también lo es Plutón como el más alejado, aunque en el caso de Plutón la órbita está muy inclinada lejos del plano de los demás, lo que ayuda a lograr la estabilidad en un diferente modo.

En realidad, no son tan “circulares”, pero supongo que, debido a la circularidad que tienen, tiene que ver principalmente con la edad del sistema y se vuelve más estable con el tiempo a medida que desaparecen las irregularidades orbitales.

Cuando un nuevo objeto de la nube de Oort (o el cinturón de Kuipet) se acerca al sol o al sistema solar interno es porque ha sido perturbado de una órbita anteriormente mucho más circular a una extremadamente elíptica.

Los astrónomos calculan que Mercurio podría en algún momento colisionar con Venus. Eso será como resultado del efecto perturbador acumulativo de la gran masa de Júpiter en su órbita. O si el tiempo fuera correcto, podría chocar con la tierra o ser expulsado del sistema solar por completo.

Como Plutón ya no está clasificado como planeta, es Mercurio el que tiene la órbita más excéntrica de todos los planetas.