Mengapa (sebagian besar) planet berputar berlawanan arah jarum jam, yaitu dengan cara yang sama seperti yang dilakukan Matahari?

28

Mengacu pada mekanisme yang menjelaskan pembentukan tata surya dan rotasi awal awan gas yang runtuh, saya mengerti dengan mudah mengapa planet-planet mengorbit Matahari dengan cara yang sama seperti ini memutar (katakan berlawanan arah jarum jam) tetapi saya tidak tahu mengapa ini berlaku untuk rotasi planet juga. Berpikir tentang itu dari hukum Kepler dan sudut pandang konservasi sudut momentum, saya dapat menyimpulkan bahwa planet-planet harus berputar searah jarum jam karena kecepatan partikel yang teragregasi selama pembentukan planet-planet lebih tinggi lebih dekat ke Matahari ...

Terlepas dari penjelasan singkat, saya ingin memiliki referensi yang bagus dari literatur jika memungkinkan.

Sunting, untuk membuat alasan saya lebih eksplisit: mengikuti hukum Kepler, partikel-partikel yang berkumpul di "sisi hari" planet-planet proto di arah timur-barat relatif ke tanah lebih cepat daripada yang mengenai "sisi malam" di arah barat-timur. Jika kita menambahkan semua kontribusi ini, planet-planet harus berputar dalam arah yang berlawanan relatif terhadap awan awal (yaitu relatif terhadap rotasi Matahari yang sebenarnya). Saya kira ada sesuatu yang salah atau hilang di sana (untuk mengimbangi fenomena yang baru saja saya jelaskan) tetapi saya tidak dapat melihat apa itu ...

Suntingan baru: Referensi Saya menemukan beberapa artikel yang diterbitkan berurusan dengan pertanyaan semacam ini tetapi saya tidak punya waktu sekarang untuk membacanya dengan cermat. Jika seseorang termotivasi untuk melakukannya, jangan ragu ;-) Jika saya menemukan jawaban untuk pertanyaan saya di antara makalah ini, saya akan memposting di sana nanti. Tentu saja, Anda mungkin perlu menggunakan jaringan lembaga dengan berlangganan editor ini untuk mengaksesnya:

RT Giuli (1968a) di Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103568900821

RT Giuli (1968b) di Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103568900122

AW Harris (1977) dalam Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0019103577900793

JJ Lissauer, DM Kary (1991) dalam Icarus: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001910359190145J

solar-system planet rotation Arroway
sumber
1
Bisakah Anda menjelaskan konservasi titik momentum sudut?
HDE 226868
@ HDE226868 Sebenarnya saya menyadari saya tidak benar-benar menggunakannya dalam alasan saya (lihat edit saya) ... atau mungkin saya hanya lupa bagaimana saya menggunakannya: -S Mungkin saya menyinggung konservasi momentum sudut untuk secara eksplisit fakta bahwa planet-planet seharusnya mempertahankan rotasi searah jarum jam sampai hari ini jika demonstrasi saya benar.
Arroway
Saya menghargai hasil editnya, tetapi saya masih belum mengerti. Mengapa partikel di satu sisi bergerak lebih cepat daripada yang lain? Juga, planet-planet seperti yang kita kenal terbentuk selama jutaan tahun setelah banyak tabrakan (bukan tempat yang tepat untuk hidup!) - Saya tidak tahu bagaimana disk protoplanet berperan di dalamnya.
HDE 226868
@ HDE226868 Maaf atas jawaban yang terlambat. Dari sudut pandang saya, kecepatan yang berbeda dijelaskan oleh lintasan partikel yang berbeda. Idenya adalah partikel yang berasal dari orbit yang lebih kecil lebih cepat (hukum Kepler), sehingga dampaknya lebih kuat rata-rata di "sisi hari". Tetapi penjelasan ini mungkin salah, atau setidaknya tidak signifikan, mengingat bahwa proses lain mungkin berperan pada saat yang sama dan bahwa beberapa partikel mungkin berasal dari arah acak juga.
Arroway
Terima kasih. Sayangnya, saya tidak bisa membantu Anda di sana, jadi saya tidak akan terlalu cepat untuk mengesampingkan argumen itu. Semoga berhasil.
HDE 226868

Jawaban:

13

Meskipun saya seorang astronom profesional (tapi bukan ahli di bidang ini), saya tidak punya jawaban yang baik. AFAIK, pertanyaan ini masih terbuka. Sebenarnya, fakta bahwa sebagian besar planet di tata surya berotasi dalam arti yang sama ketika mereka mengorbit Matahari adalah kendala penting pada skenario pembentukan planet yang mungkin (yang beberapa di antaranya masih dibahas oleh para ilmuwan).

Sebagai contoh, gagasan bahwa planet terbentuk dari debu yang dikumpulkan di pusat vortisitas dalam piringan proto-planet dapat hampir dikesampingkan, karena vortisitas retrograde jauh lebih stabil dan berumur panjang daripada yang prograde (Bintik merah Jupiter adalah retrograde vortex), dan karenanya planet harus retrograde, tetapi tidak.

Walter
sumber
1
Terima kasih atas "jawaban terbuka" ini. Saya pikir jawabannya akan lebih mudah tetapi semakin saya mencari penjelasan yang baik, semakin saya menjadi sadar betapa rumitnya ... Jadi, daripada mengatakan bahwa cara planet berputar dijelaskan oleh pembentukan planet yang "diterima secara luas" skenario, kita harus mengatakan sebaliknya, yaitu rotasi digunakan sebagai kendala pada skenario yang mungkin?
Arroway
Yah, saya sebenarnya tidak memiliki informasi yang cukup, jadi jangan mengutip saya tentang ini.
Walter
6

Alasan mengapa sebagian besar planet di tata surya kita (kecuali Venus dan Uranus) berotasi berlawanan arah jarum jam adalah karena piringan proto-planet yang membentuk Matahari dan semua planet di sekitarnya. Karena piringan proto-planetary berputar ke arah yang berlawanan arah jarum jam, benda apa pun yang terbentuk dari piringan yang sama akan menunjukkan rotasi yang sama. Fakta bahwa ia berputar ke arah yang berlawanan dengan arah jarum jam bukanlah hal yang istimewa. Itu semua tergantung pada putaran awal disk.

Alasan Venus dan Uranus memiliki putaran berlawanan dengan kebanyakan planet lain kemungkinan besar karena mereka dihantam oleh benda besar lain beberapa saat selama pembentukan mereka, menyebabkan putaran mereka untuk mengubah arah. Ini juga menjelaskan mengapa poros Uranus dimiringkan sedemikian parah.

Jika Anda ingin membaca lebih lanjut di sini adalah beberapa tautan: http://scienceblogs.com/startswithabang/2010/10/07/counterclockwise-but-there-are/ http://hubblesite.org/hubble_discoveries/discovering_planets_beyond/how- do-planet-form http://www.astronomycafe.net/qadir/q50.html

Nirvik Baruah
sumber
7
Sebenarnya untuk Venus dan Uranus bukan arah putaran yang telah diubah, melainkan poros planet yang telah terbalik untuk Venus dan 90º untuk Uranus.
Joan.bdm
Ya itu benar. Karena sebuah benda menabrak planet ini, ia mengubah kemiringan aksialnya, membuatnya tampak seolah berputar berlawanan arah jarum jam
Nirvik Baruah
2
@NirvikBaruah Terima kasih atas jawabannya tetapi dari sudut pandang saya, tanpa penjelasan lebih lanjut, itu hanya berlaku untuk cara planet mengorbit Matahari, bukan cara mereka berputar. Saya baru saja menambahkan paragraf di pertanyaan awal saya menjadi lebih eksplisit.
Arroway
@NivikBaruah, maksudmu "revolusi" di sini? Apa yang Anda bicarakan tidak ada hubungannya dengan pertanyaan itu.
HDE 226868
1
Juga perhatikan bahwa kita menyebut arah berlawanan arah jarum jam hanya karena budaya yang menjadi dominan dalam sains di zaman modern terjadi di belahan bumi utara planet kita sendiri, dan kita menghubungkan Utara dengan "ke atas". Tidak ada tujuan "naik" atau "turun" ke tata surya, hanya bidang orbital itu sendiri yang objektif. Jadi pada akhirnya, ini lebih berkaitan dengan pengembangan ilmu pengetahuan dan budaya daripada dengan putaran awal dari disk :)
Luaan
1

Saya tidak bisa memberi Anda penjelasan semut matematika eksplisit tapi mungkin simulasi ini memberi Anda petunjuk.

Jika Anda melihat yang paling bawah dengan beta = 0,01 (kecepatan rotasi awal yang lebih cepat) Anda akan melihat bagaimana mungkin sistem biner atau bahkan terner terbentuk. Saya kira ini bisa dipilih sebagai contoh untuk pembentukan planet.

http://www.astro.ex.ac.uk/people/mbate/Animations/prestellar_discs.html

Joan.bdm
sumber
Mengapa saya mendapat suara negatif?
Joan.bdm
Itu bukan aku! Jawaban Anda menarik tetapi saya tidak yakin analogi antara sistem biner dan pembentukan planet begitu mudah. Bagaimanapun, mungkin itu tetapi tidak membantu saya berpikir tentang pertanyaan awal saya, kecuali saya melewatkan sesuatu ...
Arroway
1
@Ceribia Link berfungsi untuk saya. Mungkin untuk sementara waktu, kembali ketika Anda berkomentar di 2016. Animasi simulasi yang bagus, tetapi mereka tidak benar-benar menjawab pertanyaan. Jika Anda atau orang lain masih tertarik, diskusi di pertanyaan dupe astronomy.stackexchange.com/questions/23777/… dapat membantu menjelaskannya lebih lanjut.
Jacob C. mendukung GoFundMonica
-1

Planet-planet luar tata surya kita tidak hanya bergerak dengan cara yang sama tetapi memiliki momentum sudut yang hampir sama. Ini termasuk Matahari yang berputar pada sumbunya. Kenapa begitu tidak jelas.

Partha Shakkottai
sumber