¿Hay otro sistema solar donde los planetas no están unidos a un cierto plano horizontal / vertical de órbitas?

Hasta ahora no hemos observado directamente uno. Sin embargo, hay alguna evidencia de que tales sistemas pueden existir.

Estoy interpretando la pregunta de la siguiente manera: todos los planetas del sistema solar tienen órbitas casi coplanares. ¿Hay otros sistemas solares donde las órbitas no son coplanares?

Si existen tales sistemas, nuestros métodos de observación actuales tendrían dificultades para encontrarlos. Aplazaré esa discusión a otro momento.

Sin embargo, hemos visto un sistema en el que el planeta está orbitando “hacia atrás”: WASP-17b En nuestro sistema solar, todos los planetas orbitan en la misma dirección que el Sol gira sobre su eje. Nuestras teorías explican que es la consecuencia natural de los planetas que se forman a partir de la misma nube de gas y polvo que el Sol. Esa nube tenía un momento angular neto (o giro) compartido por todo en la nube. Los planetas que se condensaron fuera de la nube retuvieron ese giro primordial y ahora los vemos girando alrededor del Sol en la misma dirección que gira el Sol.

WASP 17-b es diferente. Su velocidad orbital es casi opuesta al movimiento de la superficie de su estrella. Eso se llama órbita retrógrada. Claramente eso no encaja con nuestra teoría estándar, entonces, ¿qué está pasando?

Lo más probable (en mi opinión, de todos modos), WASP 17-b comenzó como los planetas de nuestro sistema solar, orbitando en la misma dirección que el giro de su estrella. ¡Pero interactuó con un protoplaneta más masivo que distorsionó su órbita tanto que 17-b terminó yendo casi en la dirección opuesta! Dado que 17-b es aproximadamente la mitad de masivo que la Tierra, el otro cuerpo debe haber sido muy masivo y el encuentro debe haber sido muy cercano (BTW, esto sería un buen tema de tesis para alguien: ¿qué tan masivo y qué tan cerca?)

Resulta que muchos de los exoplanetas conocidos son “Júpiter calientes” (Hot Jupiter), planetas masivos en órbitas estrechas alrededor de sus estrellas. Eso también es un rompecabezas contrario a nuestras expectativas teóricas originales. Ahora creemos que estos exoplanetas se formaron lejos de sus estrellas y migraron más cerca a través de una serie de interacciones gravitacionales. Algo similar podría ser la explicación para WASP 17-b. Y, de hecho, algunos modelos para la formación de nuestro sistema solar dicen que el mismo tipo de interacciones explica las posiciones de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (ver modelo de Niza).

Así que estad atentos. Algún día tendremos telescopios capaces de capturar imágenes de exoplanetas (actualmente están inundados por las estrellas centrales más brillantes mil millones de veces). Entonces deberíamos poder rastrearlos y, tal vez, encontrar sistemas con planetas que vayan en todas direcciones.

RESPUESTA ORIGINAL PARA: ¿Por qué los planetas orbitan horizontalmente y no verticalmente?
Para responder la pregunta,
Primero debería comenzar con la orientación de nuestro propio sol con respecto a nuestra propia vía láctea galaxia.

y la orientación de la galaxia misma

Si consideramos ahora nuestro plano galáctico como referencia cero, eso hará que nuestro sol se incline a unos 60 grados.
En planar se vería así,

Ahora consideremos este 60 grados como nuestro plano de referencia.

Una vez que tengamos eso claro, ahora podemos decir que aunque la famosa representación en 2-D no es del todo correcta, sin embargo, cuando se mira desde arriba o la representación en 2-D obtendrá el mismo resultado del planeta en movimiento elíptico en el mismo plano.

Las cosas podrían ponerse un poco interesantes si también incluimos los propios ángulos de inclinación del planeta con respecto al plano elíptico .


Sin embargo, una vez que eliminamos los supuestos básicos, científicamente tenemos esto:

Y como puedes ver,
Más o menos, todos los planetas caen dentro del mismo rango de ángulo de inclinación.
La órbita de Plutón es la exagerada del plano, pero hasta Júpiter, tenemos casi todos los planetas dentro de la representación 2-D.

Editar: La pregunta que originalmente respondí fue: ¿Por qué los planetas orbitan horizontalmente y no verticalmente?

Mi respuesta ha sido movida desde entonces.

Horizontal y vertical dependen de la perspectiva. No hay arriba abajo, este, oeste, horizontal y vertical en el espacio.

Dicho esto, ¿por qué los planetas orbitan en este plano específico y no en otro?

La razón de esto tiene que ver con cómo se formó el sistema solar. Se formó a partir de gases nebulares como este.

La nebulosa de Orión, una guardería estelar

La materia se distribuyó imperfectamente en esta nebulosa debido a una variedad de razones, una de las cuales es más común, los vientos estelares de estrellas jóvenes poderosas podrían crear anomalías dentro de ella.

Como resultado, las anomalías comenzaron a agruparse bajo la influencia de la gravedad y formar algo como esto …

Discos protoplanetarios en la nebulosa de Orión

¿Olvidé mencionar que estos discos estaban girando (momento angular)? Debido al giro, los discos comenzaron a aplanarse. Dado que la mayor parte del material que se formó en los planetas se encontraba en este disco aplanado, era donde los planetas tenían que formarse. Por lo tanto, tenemos casi todo en el sistema solar en este plano.

Se ha observado que los sistemas estelares (“solar” se refiere a nuestra estrella, Sol) giran de manera muy consistente en sentido antihorario con planetas que orbitan en sentido antihorario en un plano que casi coincide con el plano eclíptico (el ecuador de la estrella, esencialmente).

¿El razonamiento? Eso es un poco difícil de resumir. El movimiento rotacional inicial de una nube de gas se concentra a través de la Ley de Conservación del Momento Angular. Básicamente, la energía cinética no puede disiparse, debe transmitirse a otro objeto o perderse por conversión a otra forma de energía. Cuando una nube de gas se agrupa, el remolino primordial hace que la ahora protostar gane velocidad de rotación a medida que gana más gas. De ahí proviene el plano “horizontal”.

Imagina toda la materia en órbita alrededor de esa estrella. ¿Qué haría, considerando que toda la materia ha tendido a orbitar de manera similar? Teniendo en cuenta que la mayoría de la materia está dentro de las 10 UA del sol. Mucho se cancelaría si no siguieran los caminos de la mayoría de la materia. La materia a 200 UA de distancia podría tener una tendencia mucho menor a orbitar la eclíptica (léase: la nube de Oort)

Existe una teoría de las ondas gravitacionales (y los campos magnéticos solares se estiran y se rompen, si quieres ver eso, pero no está muy relacionado), y eso parece explicar por qué incluso las órbitas planas altamente excéntricas tienden a ser raras: ondas gravitacionales [hipotéticamente] arrastrar la materia a lo largo del mismo plano que la rotación del objeto masivo.

Parece que no estoy seguro, ¿verdad? Dudo que la mayoría de los astrónomos y físicos puedan jurar sobre la tumba de su madre que conocen con certeza.

Cruce los dedos, el telescopio espacial James Webb se lanza en 2018. Debe proporcionar excelentes imágenes de los sistemas estelares y su mecánica.

EDITAR: Mi respuesta fue originalmente para la pregunta: “¿Por qué los planetas orbitan horizontalmente y no verticalmente?”

Porque alguien humano ELIGE que sea así.

Verá, cuando hacemos dibujos de nuestro Sistema Solar, elegimos cómo dibujarlo. Por lo general, mostramos el sistema solar desde “el lado”, es decir, en algún lugar de la Ecliptica, otras veces vemos desde “arriba”, es decir, directamente perpendicular al Sol.

Usted es libre de hacer dibujos del sistema solar, donde los planetas orbitan verticalmente. Es lo mismo que poner su monitor a un lado. Tal dibujo es igualmente correcto.

Es solo un dibujo visual bidimensional de una situación tridimensional más complicada.

Todas las indicaciones apuntan a planetas que se forman simultáneamente con protostars del mismo gas y polvo interestelar. La teoría es que a medida que el material colapsó por su propia gravedad, habría desarrollado una cierta cantidad de giro para que la mayor parte del material tuviera un plano común que formara los planetas que orbitan una estrella en el centro. Pero incluso en nuestro Sistema Solar, solo el material más cercano al centro se convirtió en un disco. Se cree que existe una capa de material que rodea el Sistema Solar llamada nube de Oort que no estaba bloqueada en el giro y la atracción gravitacional del centro denso. Consiste principalmente en cometas que orbitan lentamente el Sol en planos aleatorios cuyas órbitas se perturban ocasionalmente lo suficiente como para dar la vuelta al Sol. Podría ser posible que existan cuerpos planetarios pequeños (similares a Plutón) allí indefinidamente ya que sus órbitas no se perturban tan fácilmente como los cometas debido a su mayor masa.

Debido a la formación del panel galáctico.

Al igual que los remolinos que se forman en el agua, nuestra galaxia se formó por centros de gravedad locales. Esa es la razón por la cual los sistemas generalmente están alineados.

Pero nuestro sol no está tan bien alineado.

Esto podría deberse a encuentros con otros cuerpos en su pasado.

No, no hay ninguno, porque cada sistema solar es una especie de tobogán giratorio al principio. Los gases y las piedras y el polvo orbitan alrededor del sol, todo en el mismo nivel plano porque el sol también está girando. Luego, debido a la gravedad que tiene cada objeto en la diapositiva, los planetas comienzan a formarse.

Como las órbitas son una cuestión de equilibrio entre las estrellas y los cuerpos en órbita, tales órbitas no durarían mucho tiempo.