¿Por qué la mayoría de las órbitas de los planetas en nuestro sistema solar están relativamente en el mismo plano 2D?

Tanto los sistemas estelares como las galaxias comienzan como grandes nubes de gas con diferentes partes que tienen velocidades muy irregulares con respecto al centro de masa. A medida que el material se arrastra hacia el centro de masa, las velocidades irregulares individuales forman arcos parabólicos alrededor del centro de masa. Durante el tiempo de caída hacia adentro, el material está ganando velocidad, sin embargo, para cuando el material alcanza el centro, se ha acumulado más masa allí que cuando comenzó a salir más lejos (si la masa hubiera permanecido constante, el material alcanzaría la velocidad de escape al pasar el centro).

A medida que la nube de material choca consigo misma, las velocidades se cancelan hasta que se establece un momento angular neto. Este momento angular neto establece el plano de rotación para el sistema en su conjunto, a medida que más materia se une en este plano fuera del plano del material que oscila por encima y por debajo de él, en cada pasada su componente de velocidad no plana se reduce a través de la fricción y la gravedad. atracción. De esta manera, una favorabilidad inicialmente pequeña para un plano de rotación frente a otro puede convertirse en un dominio sustancial que favorezca un solo plano de rotación.

Puede ver un ejemplo de este proceso aquí:

A medida que se conserva el momento angular, la nube de gas dispersa inicialmente grande ahora es un disco de gas de giro apretado y rápido.

La fuerza centrífuga evita que el material se colapse hacia el centro, donde la órbita del material no está equilibrada por esta fuerza, cae hacia el centro. Además, el material con trayectorias orbitales relativamente no circulares colisionará repetidamente con otro material que perderá algo de su velocidad, desequilibrando la fuerza centrífuga y la fuerza de gravedad y caerá nuevamente hacia el centro.

A medida que el proceso se estabiliza, casi el 99% de la masa del sistema solar se concentra en el Sol. A medida que el sol “se enciende”, la presión radiativa expulsa los gases y vapores más ligeros de las regiones internas hacia las regiones externas, despojando al sistema solar interno y dejando atrás los elementos rocosos más pesados. En cada distancia orbital, el material se barre y finalmente forma un cuerpo singularmente unido gravitacionalmente: los planetas. Los diferentes tamaños y composición de cada planeta representan la distribución y cantidad de material en cada distancia orbital: entre Marte y Júpiter se encuentra la “línea de nieve” del sistema solar, hacia adentro desde donde se expulsa gas hacia Júpiter y Saturno, el tamaño masivo de estos corresponde a la preponderancia de elementos de gas más ligeros sobre los más pesados.

A medida que la estrella central gira, barre un campo magnético, al mismo tiempo que irradia partículas altamente cargadas que llamamos viento solar. Debido a que el campo magnético gira con respecto a la dirección externa de las partículas cargadas, estas partículas forman un disco en forma de espiral que se ve así:

Con el tiempo, el Sol arroja más y más de su momento angular a través de este proceso, eventualmente encontramos el estado actual, donde el 97% del momento angular está en los planetas giratorios y el 99% de la masa está en el Sol.

Si imaginamos un sistema solar tan originario como una vasta nube que se condensó lentamente y se fusionó en una estrella y planetas en órbita, asteroides y cometas, es lógico que todos los cuerpos orbiten en la misma dirección general porque todos están en órbita como parte del momento angular de la nube original.

Visualicemos tal nube.

Sabemos que el momento angular se conserva. Todos estamos familiarizados con ver a un patinador sobre hielo comenzar a girar lentamente con los brazos extendidos y luego tira de sus extremidades y comienza a girar más rápido. Cuanto más concentra el espacio que ocupa su cuerpo, más rápido gira. Lo mismo es cierto para nuestra nube estelar.

Comenzamos con una gran nube. Tiene algo de impulso angular neto, lo que hace que gire muy, muy lentamente en una dirección. A medida que la gravedad hace que se condense, ese impulso neto se vuelve más evidente porque la nube comienza a girar más rápido.

La masa comienza a concentrarse en el centro de la nube, esta masa central se convertirá en el Sol. La masa restante orbita alrededor de la masa central. Una pequeña masa orbitando una gran masa orbita alrededor del centro (bueno, el baricentro, pero está bastante cerca). Eso significa que no podemos tener el material en órbita alrededor de la nube de esta manera:

Tiene que orbitar así:

Ahora nos estamos volviendo como tu ilustración inicial. Pero, ¿qué pasará en este caso?

Puede existir un sistema como este, pero no durará, porque las dos capas que están inclinadas tienen componentes de movimiento vertical: atravesarán la capa central. Eso significa que habrá colisiones. Con el tiempo, estas colisiones inelásticas amortiguarán el movimiento vertical y el resultado será cada partícula en un plano muy delgado como este:

Y, con el tiempo, las pequeñas partículas en este plano se unirán en cuerpos más grandes, formando los planetas.

Los planetas giran y giran alrededor de las estrellas en aproximadamente el mismo plano y, de hecho, existen planetas debido a la conservación del momento angular. Los planetas giran y giran alrededor de su estrella porque la nube de gas de la que se condensaron tenía una cantidad muy pequeña de momento angular. Del mismo modo, un patinador sobre hielo que comenzó a girar relativamente lento con los brazos extendidos, girará mucho más rápido cuando tire de sus brazos hacia su cuerpo. Por lo tanto, a medida que la gravedad atrae y contrae la nube de gas, cualquier velocidad de rotación que tenga aumentará considerablemente a medida que se formen el Sol y los planetas. Todos los planetas tienen aproximadamente el mismo plano orbital porque el momento angular neto de la nube original de gas estaba en ese mismo plano.

Pero, ¿de dónde vino el momento angular inicial de la nube de gas que se convirtió en el disco protoplanetario? Bueno, no necesitaba tener una rotación coherente a gran escala en su conjunto, todo lo que necesitaba era tener diferentes partes de la nube de gas moviéndose en diferentes direcciones (incluso al azar). Eso sería suficiente para crear una pequeña cantidad de momento angular distinto de cero que eventualmente causaría una rotación rápida a medida que la gravedad condensa la nube de gas en un disco protoplanetario (atrae los brazos de los patinadores sobre hielo :-). Las velocidades iniciales aleatorias de diferentes partes de la nube probablemente fueron causadas por explosiones de supernovas cercanas que también contribuyeron con todos los elementos más pesados ​​que el litio a la nube y, por lo tanto, hicieron posible la vida de los seres de polvo de estrellas.

La razón por la cual los planetas se formaron es porque había demasiado impulso angular en la nube de gas para que el Sol solo contuviera todo el impulso angular de la nube. El momento angular rotacional del Sol es solo alrededor del 3.4% del momento angular total del sistema solar. La mayor parte del momento angular del sistema solar proviene del movimiento orbital del planeta Júpiter alrededor del Sol en casi el 60% del total. Los movimientos orbitales de Saturno, Neptuno y Urano juntos contienen aproximadamente otro 36% del total, lo que deja solo una fracción del porcentaje para todo el momento angular orbital y rotacional de los otros planetas y lunas del sistema solar. El sistema solar necesitaba planetas que orbitaran el Sol para absorber el impulso angular adicional que el Sol no podía retener.

¿Cuánto tuvo que girar la nube de gas original para dar como resultado el momento angular observado del sistema solar? Bueno, para saber que tendríamos que saber qué tan grande fue la nube de gas que finalmente formó nuestro sistema solar. Las mejores estimaciones para ese tamaño es que probablemente era una esfera de gas que tenía aproximadamente 3 años luz de diámetro. Si tomamos eso como el número correcto y asumimos que todo el volumen de gas muy diluido en esa esfera gira como un cuerpo sólido, la superficie de ese cuerpo solo viajaría aproximadamente 0.2 milímetros por segundo. Entonces, puede ver que con muchas supernovas y otros procesos energéticos que ocurren cerca del vivero solar, no hay posibilidad de que el sistema solar, en su conjunto, termine con un momento angular total cero. Por cierto, la densidad de esa nube de gas inicial SÓLO habría sido un factor de aproximadamente 200 veces más denso que el mejor vacío que podemos hacer hoy en los laboratorios aquí en la Tierra; y eso significa que solo había alrededor de 8 millones de átomos por metro cúbico en la nube de gas pre-solar. No mucho por metro cúbico, ¡pero lo compensamos en volumen!

Tiene que ver con el momento angular.

Cuando un nuevo “sistema solar” condensa una gran nube de gas y polvo. La nube comienza como una gota sin forma con un pequeño giro al principio. A medida que la nube se vuelve más pequeña y más densa, el giro aumenta para preservar el momento angular. Esto es lo mismo que le sucede a una patinadora sobre hielo cuando tira de sus brazos. A medida que su cuerpo se vuelve más compacto, ¡gira más rápido!

Entre todas las partículas en la nube colapsada hay un “giro promedio” de todo a lo largo de un cierto eje, que puede considerarse como similar al eje de una rueda de bicicleta, es decir, perpendicular al giro.

El movimiento giratorio tiende a aplanar el material en el sistema solar en desarrollo, perpendicular a ese eje, como una pizzería arrojando una costra al aire.

A lo largo del movimiento de giro, las partículas tienden a volar libremente. Sin embargo, a lo largo del eje, los movimientos hacia arriba y hacia abajo tienden a cancelarse tanto por gravedad como por colisiones. Con el tiempo, esto aplana el sistema.

Cabe señalar, sin embargo, que esto no aplana perfectamente el sistema solar. Cada planeta orbita en un plano ligeramente diferente. Mercurio y Plutón están bastante lejos del plano en el que orbitan la mayoría de los otros planetas, por ejemplo. Los objetos del cinturón de Kuiper, de los cuales Plutón es uno, se elevan muy por encima y por debajo del plano del resto de los planetas. Y, aún más, se cree que los fríos cuerpos cometarios en la distante nube de Oort forman una nube más o menos esférica.

Dado que el espacio es tridimensional, ¿por qué los planetas giran alrededor del sol en un avión?

Ellos no son.

Plutón, técnicamente un planeta enano, tiene una órbita fuera de ese plano. Entonces, la mayoría de los cometas y otros objetos celestes orbitan alrededor del sol.

La razón por la cual existe tal plano es que el sol y los planetas se formaron a partir de la misma nube de polvo que ya giraba alrededor de un eje. Debido a la conservación del torque, las porciones de la nube que formaron los planetas continuaron girando alrededor de ese eje, formando así un plano.

Los objetos que están unidos al sol gravitacionalmente en un punto posterior pueden y vendrán de todo tipo de direcciones en un espacio tridimensional y probablemente obtendrán una órbita fuera de ese plano.

Porque cualquiera que intentara caminar “a través del tráfico” habría sido derribado en las primeras etapas de la formación del sistema solar.

El sistema solar se formó a partir de una enorme nube de gas que cayó sobre sí misma. Al comienzo, diferentes trozos de la nube habrían estado viajando en todas direcciones. Pero los bits que viajan en una dirección habrían chocado con los bits que viajan en la otra dirección, y sus momentos opuestos se habrían cancelado, dejando solo los residuos en la misma dirección. La nube aproximadamente esférica colapsó en un disco giratorio, y cualquier cosa que intentara cruzar el disco sería aplastada y maltratada en cada cruce, dos veces cada órbita. Así que no quedaba nada, al menos en el área interna (con lo que me refiero al área de los ocho planetas) que no estaba en el disco. El disco que se dividió en anillos, que se unieron en planetas, todo en aproximadamente el mismo plano,

Hubo un tiempo en que los datos orbitales de los planetas reunidos por los astrónomos hace siglos eran suficientes para señalar que todos los planetas de nuestro propio Sistema Solar conocidos en ese momento son casi coplanarios y orbitan alrededor del Sol en la misma dirección. Esta idea se remonta a los argumentos de Kant y Laplace, quienes sugirieron que el sistema solar probablemente tenía un origen común que se parecía a un disco giratorio.

A medida que aumentaba el poder de resolución de los telescopios, más astrónomos pudieron observar estructuras de disco en todas partes, como anillos de Saturno y galaxias distantes. Otros astrónomos comenzaron a realizar observaciones espectroscópicas en las que analizaron los espectros de luz emitidos por estrellas brillantes pero no resueltas en el óptico y el infrarrojo. Por el exceso o “protuberancia” en los espectros infrarrojos de estos objetos en relación con la forma esperada (de un cuerpo negro), los astrónomos concluyeron que debería haber material frío sustancial alrededor de la estrella que se sume a este exceso de energía, lo que implica la existencia de discos .

A finales del siglo, teníamos la tecnología lo suficientemente potente como para detectar y resolver discos alrededor de Young Stellar Objects (YSO) de todos los tamaños y morfologías. Aunque no hemos visto planetas reales formándose en discos, podemos examinar diferentes sistemas que muestran una instantánea de objetos planetarios (incluso enanas marrones) en diferentes etapas de su formación. También observamos sistemas que tienen planetas y discos remanentes. Por lo tanto, ahora es un conocimiento común que estos discos son planetas de lugares de nacimiento.

Estos son algunos de los discos ubicuos que se encuentran alrededor de YSO en la nebulosa de Orión.

Arriba hay imágenes en falso color de YSO con diferentes morfologías de disco capturadas por el telescopio Subaru de 8 m. Estas observaciones sugieren una idea tentadora de que los huecos, espirales, agujeros y otros asimetrías podrían ser señales de formación de planetas (que no se ven directamente).

Todas las observaciones son fuertes evidencias de que todos los planetas de nuestro Sistema Solar (o en el Universo) están formados en discos. A medida que el sistema solar evolucionó, el disco se disipó debido a innumerables colisiones y otros procesos dinámicos. La mayoría de los sistemas tenían historias dinámicas en las que objetos de bolas impares en la órbita equivocada, la distancia incorrecta, etc., probablemente se borraron, dejando una configuración estable como la vemos hoy.

Es interesante notar que es fácil para nosotros descifrar si un objeto que orbita el sistema solar se formó a través del mismo proceso que los planetas al observar su órbita. Si está muy inclinado como los cometas, probablemente sean extraños formados por un proceso diferente que simplemente es capturado por la fuerte gravedad del Sol.

Sí, el episodio NOVA suena bastante preciso, aunque sin duda no se mostró exactamente a escala. La alineación es cercana pero no del todo perfecta.

Esta tabla de inclinación de los planos de las órbitas de los planetas se reproduce en wikipedia [*].

La primera columna da la inclinación de los planos orbitales con respecto al plano de la eclíptica.

La segunda columna da la inclinación de los planos orbitales con respecto al ecuador del Sol.

La tercera columna da las inclinaciones de los planos de las órbitas con respecto al plano invariable, que es el plano que pasa a través del baricentro del sistema solar y que es perpendicular al vector de momento angular del sistema solar: a un muy buen La aproximación de este plano no cambia con el tiempo, ya que se conserva el momento angular de todo el sistema solar, mientras que los otros planos pueden cambiar durante largos períodos de tiempo.

Mercurio 7.01 ° 3.38 ° 6.34 °
Venus 3.39 ° 3.86 ° 2.19 °
Tierra 0 ° 7.155 ° 1.57 °
Marte 1.85 ° 5.65 ° 1.67 °
Júpiter 1.31 ° 6.09 ° 0.32 °
Saturno 2.49 ° 5.51 ° 0.93 °
Urano 0.77 ° 6.48 ° 1.02 °
Neptuno 1.77 ° 6.43 ° 0.72 °

Tenga en cuenta que con respecto al plano invariable, todas las inclinaciones son bastante pequeñas, excepto Mercurio, lo que significa que los planos tienden a estar perpendiculares al momento angular orbital total del sistema, la mayoría de los cuales está contenido en el movimiento de Júpiter.

Mercurio es la mayor excepción. Plutón no está en la lista, pero tiene una inclinación aún mayor con respecto al plano invariable.

Con el tiempo, las inclinaciones de los planos de las órbitas cambian, y esto se ha investigado durante períodos muy largos mediante simulaciones numéricas de los movimientos de los planetas. Aquí hay un enlace a una simulación que se ejecuta durante 5 mil millones de años: los datos sobre las variaciones temporales de las inclinaciones orbitales se pueden ver en las figuras 4 y 13.

Integraciones a largo plazo y estabilidad de las órbitas planetarias en nuestro sistema solar.

[*] Inclinación orbital

Las órbitas de los planetas son coplanares porque durante la formación del Sistema Solar, los planetas se formaron a partir de un disco de polvo que rodeaba al Sol. Debido a que ese disco de polvo era un disco, todo en un plano, todos los planetas se formaron también en un plano.

Los anillos y los discos son comunes en astronomía. Cuando una nube colapsa, la conservación del momento angular amplifica cualquier pequeño giro inicial de la nube. A medida que la nube gira más y más rápido, se colapsa en un disco, que es el equilibrio máximo entre el colapso gravitacional y la fuerza centrífuga creada por el giro rápido. El resultado son los planetas coplanarios …

Referencia: – Curious About Astronomy http://curious.astro.cornell.edu …

Si. Excepto el mercurio, todos los planetas están prácticamente en el mismo plano. (Referencia: inclinación orbital).

Para entender por qué es así, te animo a ver este video por minutephysics:

Citando de ¿Por qué todos los planetas orbitan en el mismo plano? (Intermedio)

Las órbitas de los planetas son coplanares porque durante la formación del Sistema Solar, los planetas se formaron a partir de un disco de polvo que rodeaba al Sol. Debido a que ese disco de polvo era un disco, todo en un plano, todos los planetas se formaron también en un plano.

Los anillos y los discos son comunes en astronomía. Cuando una nube colapsa, la conservación del momento angular amplifica cualquier pequeño giro inicial de la nube. A medida que la nube gira más y más rápido, se colapsa en un disco, que es el equilibrio máximo entre el colapso gravitacional y la fuerza centrífuga creada por el giro rápido. El resultado son los planetas coplanarios, los delgados discos de las galaxias espirales y los discos de acreción alrededor de los agujeros negros.

Si.

Hay dos excepciones:

1. Mercurio está un poco desviado de su órbita elíptica regular alrededor del Sol.
2. ¡Plutón , aunque no es un planeta, ha sido más culto que la mayoría de los otros planetas! Su plano orbital está muy deformado en comparación con los planos orbitales regulares de otros planetas. El inusual plano orbital del planeta enano se puede ver en la imagen de arriba.

La respuesta de Manfred Kramer es genial, la órbita de Plutón es realmente un pato extraño.

Imagen creada con el modelador gratuito del sistema solar Brighton 3-d. (Haga clic en la imagen para ver las líneas de la órbita).

Al poner números con esto, puede ver que la órbita de Mercurio también está bastante inclinada.

Fuente: AstronomyNotes.coms

Aparte de eso, nuestros planetas tienen órbitas aproximadamente circulares en aproximadamente el mismo plano. ¿Porqué es eso? ¿Cómo se forman estas órbitas extrañas? Buena pregunta, y es que los astrónomos todavía están tratando de responder. La fantástica clase de ANU sobre Exoplanetas en edX habla sobre por qué podría ser esto. La mejor teoría que tenemos en este momento es que todos nuestros planetas comparten aproximadamente el mismo plano porque ese fue el plano del disco de acreción que dio origen a nuestro sol y los planetas. Tampoco sabemos si nuestro sistema solar es “normal” de esta manera. Hemos encontrado una estrella con al menos 5 planetas, 55 Cancri, pero probablemente será un área abierta de investigación durante mucho tiempo.

HtH

Greene

Todos los planetas giran casi alrededor del sol en el mismo plano. La razón es que los planetas se formaron a partir de un disco de acreción alrededor del sol. El disco casi describió un avión. Este disco se llama disco protoplanetario.

¿Por qué se forman discos protoplanetarios alrededor de una estrella recién nacida?

La estrella recién nacida gira alrededor de su propio eje en la dirección del momento angular neto de la nebulosa solar. A medida que la estrella gira, la masa gaseosa en su interior sobresale y, en la conservación del momento angular, forma una estructura similar a un disco alrededor de la estrella. La materia se agrega al disco a medida que la estrella gira.

Debido a la atracción gravitacional y la resistencia que ofrecen los vientos solares, comienzan a formarse grumos de materia (llamados planetesimales). La gravedad intenta juntar la materia en el bulto, mientras que los vientos solares intentan separarla. En este proceso, a medida que la gravedad domina otras fuerzas repulsivas, los planetesimales crecen en tamaño y luego se convierten en planetas.

Sí, en unos pocos grados.

El plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol se llama Eclíptico . Las inclinaciones de los otros siete planetas con respecto a la eclíptica son:

1. Mercurio 7.01 °
2. Venus 3.39 °
3. Marte 1.85 °
4. Júpiter 1.31 °
5. Saturno 2.49 °
6. Urano 0.77 °
7. Neptuno 1.77 °

Por el contrario, el planeta enano Plutón tiene una inclinación de 17 °. Otra razón más por la que el pobre Plutón fue expulsado del Planet Club.

Porque todo el sistema solar se originó a partir de una sola nube de gas, que comenzó como algo muy raro y luego, gracias a la gravedad, comenzó a formar grupos, que se convirtieron en el Sol y los planetas.

Ahora todavía te estarás preguntando por qué están todos en el mismo plano (la llamada eclíptica).

Se debe a la ley de conservación del momento angular. Una vez que se formó el sol, el gas comenzó a colapsar debido a la gravedad del Sol, formando los planetas. Pero mientras al principio la nube de gas giraba muy lentamente alrededor del sol, la compresión debida a la gravedad amplificaba masivamente la rotación. Un poco como el patinador de hielo que comienza a girar lentamente cuando sus piernas están extendidas y luego gira mucho más rápido cuando acerca sus extremidades a su cuerpo. O, si quieres probarlo tú mismo sin convertirte en un patinador sobre hielo, siéntate en una silla de oficina con ruedas y empújate para comenzar a girar. Extiende y contrae tus piernas y notarás el mismo fenómeno.

Ahora, la forma del disco / plano es la consecuencia inevitable del aumento de la fuerza centrífuga causada por la rotación. Es lo mismo que sucede si realiza un taladro eléctrico y coloca una bola de alguna sustancia blanda alrededor de la punta, como masa para galletas. Si comienza el taladro, la masa se apretará a lo largo de su eje vertical debido a la fuerza centrífuga. La gran diferencia entre el taladro y el sol es que el sol es lo suficientemente masivo como para tener gravedad, y esta gravedad contrarresta la fuerza centrífuga, de modo que los planetas no vuelan como la masa.

El plano invariable está dentro de 0.5 ° del plano orbital de Júpiter, y puede considerarse como el promedio ponderado de todos los planos planetarios orbitales y rotacionales.
Júpiter aporta la mayor parte del momento angular del Sistema Solar, 60.3%. Luego viene Saturno con 24.5%, Neptuno con 7.9% y Urano con 5.3%. Los momentos angulares orbitales del Sol y todos los planetas, lunas y cuerpos pequeños del Sistema Solar no jovianos, así como los momentos de rotación axial de todos los cuerpos, incluido el Sol, totalizan solo alrededor del 2%.

Inclinaciones a eclíptica, ecuador solar e invariable avión :
Planeta Eclíptico Sol Invariable
Mercurio 7.01 ° 3.38 ° 6.34 °
Venus 3.39 ° 3.86 ° 2.19 °
Tierra 0 ° 7.155 ° 1.57 °
Marte 1.85 ° 5.65 ° 1.67 °
Júpiter 1.31 ° 6.09 ° 0.32 °
Saturno 2.49 ° 5.51 ° 0.93 °
Urano 0.77 ° 6.48 ° 1.02 °
Neptuno 1.77 ° 6.43 ° 0.72 °

Mercurio parece más influenciado por el plano rotacional del Sol que por el plano orbital de Júpiter, y Venus está algo influenciado por el Sol, pero el plano orbital de la Tierra está más inclinado del Sol que cualquier otro planeta.

Entonces, dado que todos los planetas vinieron de nuestro aplanado …

Dos puntos para agregar a todas las otras respuestas.

Las galaxias elípticas no son ejemplos de la evolución de las galaxias que van en contra de lo que se ha descrito aquí. Para citar wikipedia http://en.m.wikipedia.org/wiki/E …
“El pensamiento actual es que la mayoría, si no todas, las galaxias elípticas pueden ser el resultado de un largo proceso en el que dos o más galaxias de masa comparable, de cualquier tipo, colisionan y se fusionan”.

En segundo lugar, una parte importante del proceso en el que la materia en órbita forma un plano aproximado es la forma en que los cuerpos que chocan ceden energía a medida que la fricción se convierte en calor. Esto es más notable en los sistemas solares donde las distancias relativas tienen más probabilidades de provocar colisiones.
La materia oscura no es significativa en las densidades más altas en los sistemas solares, pero es más importante en las galaxias. La materia oscura, si choca, lo hace elásticamente y no convierte su energía en calor, como resultado, la materia oscura tiende a no formar un disco, sino que continúa como una nube de partículas que orbitan independientemente alrededor del centro de masa del sistema. Esta distribución globular de la materia oscura da lugar a una distribución de velocidad de las estrellas externas que no puede explicarse a partir de la masa de estrellas mismas.

Es porque tienen poca fuerza sobre ellos, siguen una regla de dos cuerpos y no tienen ninguna fuerza externa. Para comprender mejor, estudiemos la “primera ley de Kepler” que establece que:

“Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas con el sol en un foco”. Tierra y otros planetas del sistema solar, las excentricidades son pequeñas y las órbitas son casi circulares.

Como tienen una diferencia muy pequeña en su ángulo de inclinación, los ángulos son:

Inclinación orbital del planeta

Mercurio 7 °

Venus 3.39 °

Tierra 0 °

Marte 1.85 °

Júpiter 1.3 °

Saturno 2.49 °

Urano 0.77 °

Neptuno 1.77 °

Nuestro sistema solar y otros sistemas siguen un modelo llamado disco protoplanetario. Si lees al respecto:

“Las prototostars generalmente se forman a partir de nubes moleculares que consisten principalmente en hidrógeno molecular. Cuando una porción de una nube molecular alcanza un tamaño, masa o densidad críticos, comienza a colapsar bajo su propia gravedad. A medida que esta nube colapsada, llamada nebulosa solar, se vuelve más densa, los movimientos aleatorios de gas originalmente presentes en la nube promedian a favor de la dirección del momento angular neto de la nebulosa ”.

Fuente: disco protoplanetario

Y por lo tanto nuestros planetas están en el mismo plano.

El origen del sistema solar fue una bola giratoria de gas y suciedad. Debido a que estaba girando, parte de la suciedad se extendió en un disco en ángulo recto con el eje de rotación. La mayor parte de la mugre ya se estaba moviendo en ese disco, así que cuando se acumuló en los planetas, ellos también.

Hay varias resonancias y efectos gravitacionales que mantienen a los planetas en un disco, de modo que si algo de masa sale un poco, se tirará hacia atrás, pero son secundarios y no tienen mucha importancia.

ETA, porque quizás valga la pena analizar algunas razones secundarias. Tenga en cuenta que si tiene algo que gira alrededor de un eje diferente, tiene una mayor probabilidad de toparse con algo. Entonces ya no será así. Incluso si no choca, la gravedad cambiará su dirección. Eventualmente, todos estos bits irán en una dirección que minimiza la probabilidad de más trastornos. Eso es todo yendo en la misma dirección alrededor de un disco.

Esto no importa mucho cuando un sistema solar ya está formado, porque realmente, ¿cuáles son las posibilidades? Importa mucho cuando todo el gas y la suciedad están allí en una gota y es muy probable que haya colisiones.