Un hecho interesante es que hay algunas estructuras giratorias en el espacio que no son en su mayoría planas: se conocen como galaxias elípticas. Y la diferencia aquí es que las galaxias elípticas generalmente no tienen mucho gas o polvo en ellas. Curiosamente , las órbitas de los objetos en el sistema solar interior también tienden a ser coplanares, mientras que las órbitas de los planetas menores en el sistema solar exterior tienden a ser más inclinadas (o no coplanares); la diferencia aquí, nuevamente, es que había menos gas y polvo en el sistema solar exterior (durante la era de la acumulación, y todavía es cierto hoy)
Así que de vuelta a la pregunta original. Cuando hay mucho polvo en una galaxia, la galaxia tiende a colapsar en la forma plana de una galaxia espiral (para mantener el momento angular y minimizar la energía potencial gravitacional). Que es lo mismo que sucede en el sistema solar interior.
¿Y por qué sucede eso? Bueno, primero vamos a la respuesta aquí: ¿Por qué algunas galaxias tienen forma de disco y no son esféricas? Como Leo C. Stein explica …
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Sin embargo, la historia puede ser diferente para el gas. El gas está interactuando , a diferencia de la materia oscura y las estrellas. Esto significa que tiene una forma de deshacerse de la energía: las partículas pueden colisionar, excitar electrones, lo que luego desequilibra y convierte esa energía cinética inicial en luz. Así es como se enfría un gas. El gas puede perder energía, pero el momento angular es extremadamente difícil de eliminar. Si una fusión de galaxias es rica en gas y tiene una gran cantidad de impulso angular (que solo depende de las condiciones iniciales), puede haber una gran rotación del gas. A medida que el gas se enfría (que las estrellas y la materia oscura no pueden, ya que no interactúan) y pierde energía, se derrumba en un disco. Esta es una configuración de menor energía .
Anteriormente, afirmé que las estrellas básicamente no interactúan y no colapsarán en un disco, de la misma manera que la materia oscura no colapsará. Pero incluso antes, dije que las estrellas son diferentes de la materia oscura. Esta diferencia es que las estrellas nacen en nubes de gas, por lo que trazan la distribución de gas (molecular) en una galaxia.
Entonces, ¿cómo es esta una configuración de menor energía? Bueno, entramos en un hilo de Reddit AskScience y usamos la buena explicación de Astrokiwi (http://www.reddit.com/r/askscien…)
Para reducir la energía cinética del sistema, desea que las partículas pierdan la mayor velocidad posible. El gas y las estrellas en una esfera tienen movimiento hacia arriba y hacia abajo, movimiento hacia adentro y hacia afuera, y movimiento circular. No puede deshacerse del movimiento circular, porque se conserva el momento angular. Una vez que consigas reducir estos movimientos, todo irá en órbitas circulares agradables.
Pero, ¿por qué todas estas órbitas circulares están en el mismo plano? Bueno, también quieres reducir la energía potencial. Cuanto más cercanas están las partículas entre sí, menor es su potencial gravitacional.
Un disco es lo más cercano que puede obtener estas partículas entre sí mientras las mantiene en órbitas circulares (como lo requiere la conservación del momento angular).
Y finalmente, aquí tenemos otra explicación para el sistema solar interno.
http: //astronomy.stackexchange.c…
Precisamente, el momento angular es muy difícil de irradiar eficientemente, mientras que la energía es muy fácil. El resultado neto de minimizar la energía mientras se mantiene principalmente el momento angular es inevitablemente un disco. Dudo que haya mucho efecto metalicidad, ya que el aplanamiento general es muy pronunciado.
Espero que las galaxias elípticas no se hayan vuelto planas porque no irradian bien. El patrón de onda de densidad espiral de una galaxia espiral probablemente los “agita” de manera muy eficiente, por lo que la energía cinética de las estrellas se disipa bien. Del mismo modo, creo que el Cinturón de Kuiper es menos coplanar y la Nube de Oort incluso menos que eso debido a la falta de perturbaciones. Están relativamente congelados dinámicamente , así como el sentido habitual.
Sobre el tema de los diferentes sistemas solares, esperaría que las perturbaciones de marea de pases cercanos con estrellas vecinas sean el efecto más dominante para determinar qué tan cerca coinciden los planos orbitales de los planetas. Entonces … las áreas estelares “urbanas” tendrían más pases cercanos que los “rurales”, y también más contaminación por metales. Ergo, en todo caso, esperaría que los sistemas con metales más altos sean menos coplanarios.
La última oración es un tema de otra pregunta cubierta en http: //astronomy.stackexchange.c… (que es algo de lo que no estoy seguro)
También hay un hilo relacionado interesante que puedes ver en ¿Por qué la mayoría de los planetas del Sistema Solar están en órbitas casi circulares? (algunos de los procesos son similares, pero un sistema aún puede ser no circular y coplanar
