Warum ist unser Sonnensystem in Bezug auf die Ebene unserer Galaxie um 63 ° geneigt?

Unser eigenes Sonnensystem ist gegenüber der Ebene der Galaxie um etwa 63 Grad "gekippt". Wurde es jemals erforscht oder gibt es eine wissenschaftliche Theorie, die erklären könnte, warum unser Sonnensystem und unsere Sonnensysteme im Allgemeinen nicht mit der Ebene der Galaxie übereinstimmen? Was genau bestimmt die Ausrichtung von Solaranlagen?

solar-system galaxy laws-of-physics

— E-Sushi
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Ich bin vielleicht überfordert, weil ich nur ein Laie bin, aber ich fand dieses Konzept faszinierend. Natürlich kann auf diese Weise zu reagieren, das Protokoll zu brechen, in welchem Fall ich zurückziehe. Wenn nicht, dann finde ich an all dem interessant, dass die kambrische Explosion in der Evolution ungefähr zur selben Zeit stattfand, als das Sonnensystem von der Milchstraße eingefangen wurde. Ich vermute eine Verbindung. Oliver

@oliver "von der Milchstraße gefangen"? Ich sehe keine andere Antwort als Ihre, die dies nahelegt, und Ihre liefert kein vorgeschlagenes Erfassungsdatum. Wie fällt dann die Kambrische Explosion damit zusammen?

— angerufen2voyage

Ich habe nicht viel Erfahrung in der Astronomie, möchte aber trotzdem eine Theorie postulieren. Unser Sonnensystem hat eine Neigung von ungefähr 63 ° in Bezug auf die Rotationsachse der Milchstraße. Richtig? Wir stellen fest, dass unser System nicht alleine in der Schräglage ist. Wie groß ist die Neigung der Andromeda-Galaxie gegenüber der Milchstraßen-Galaxie? Ist es möglich, dass Andromeda vor etwa 4 bis 5 Milliarden Jahren in unmittelbarer Nähe unserer Galaxie an der Kante vorbeiging, an der sich unsere Sonne gerade befand, wobei die Gravitationskraft große Materiestücke aus unserer Sonne extrahierte w

— Chris

Welches System hat sich später zu unserem heutigen Planetensystem zusammengeschlossen? Auch nicht nur unser System mit einer Neigung zu formen, sondern auch die Bildung anderer Planetensysteme mit einer unterschiedlichen Neigung in Bezug auf die Entfernung von Andromeda und die Gravitationskraft, die ausgeübt wird, wenn Andromeda vorbeigeht? Wie ich bereits sagte, habe ich keine astronomische Erfahrung und daher wird von dieser Theorie nicht behauptet, dass sie nur ein einfacher Vorschlag ist.

— Chris

@ e-sushi Sternensysteme werden aus Bläschen gebildet, die sich in alle Richtungen drehen, wie es Wirbel in einem Gebirgsbach tun, obwohl sich der Bach insgesamt bergab bewegt. Laden Sie Universe Sandbox herunter, installieren Sie es und spielen Sie einige Simulationen ab, insbesondere die galaktischen Kollisionen und andere Kollisionsszenarien. Hier erfahren Sie, wie sich die Dinge auf lokaler Ebene in alle Richtungen drehen können, selbst wenn die gesamte Galaxie eine allgemeine Richtung und Richtung hat Dreh.

— Florin Andrei

Antworten:

Die Neigung unseres Sonnensystems (oder eines beliebigen Sternensystems) wird durch den Nettodrehimpuls der Gaswolke bestimmt, aus der es sich gebildet hat. Dies mag eine vage Antwort sein, aber im Laufe der Zeit wird angenommen, dass die Bildung von Sternen und ihren jeweiligen Planeten ungefähr so aussieht:

Sternentstehung

Andere Einflüsse (Nettokräfte: möglicherweise in der Nähe befindliche massive Objekte oder andere Komponenten der Galaxie) auf die Neigung der Ebene eines Sternensystems könnten mit Sicherheit eine zeitliche Präzession seiner Achse verursachen. Ein Beispiel hierfür ist die Präzession eines Gyroskops .

Es wäre wirklich interessant, die Winkelverteilung zwischen der Ebene der Galaxie und der Ebene der Sternensysteme zu kennen, obwohl ich wetten würde, dass viele von ihnen einfach auf die Scheibe selbst ausgerichtet sind.

— Astromax
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Ich stimme nicht zu, die Präzession wird im Vergleich zu den anfänglichen Turbulenzen in der ersten Phase des Sternentstehungsprozesses deutlich vernachlässigbar sein.

— MBR

Dies ist ein fairer Punkt - etwas, worüber ich nicht nachgedacht hatte.

— Astromax

Wenn Sie Turbulenzen sagen, können Sie das näher erläutern? Ihre Turbulenzen müssten eine Änderung des Geschwindigkeitsfeldes senkrecht zur Scheibenebene bewirken. Auf welche turbulenten Mechanismen beziehen Sie sich hier?

— Astromax

"Turbulenz" bezieht sich auf turbulente Bewegungen in der ISM. Wenn Sie die Eigenschaften von Turbulenzen kennen möchten, handelt es sich wahrscheinlich um eine Mischung aus kompressiblen und solenoidalen Modi. Wenn Sie die Ursachen von Turbulenzen in der ISM kennen möchten, gibt es eine Vielzahl von Ursachen (bipolare Abflüsse, HII-Regionen, SN-Explosionen, unterschiedliche Rotation der Galaxie usw.). Wenn Sie sich über Turbulenzen in der ISM wundern, können Sie gerne eine Frage stellen, damit ich mehr darüber ausarbeiten kann!

— MBR

Was Sie zunächst über die Ausrichtung eines Planetensystems denken könnten, ist, dass es ungefähr in der Ebene der Galaxie liegen sollte, einfach durch Drehimpulserhaltung.

Wenn Sie sich jedoch die Beobachtungen ansehen , werden Sie feststellen, dass die Ausrichtung protoplanetarer Scheiben nicht das ist, was Sie ohne Vorzugsorientierung erwarten würden (protoplanetare Scheiben sind Embryonen von Planetensystemen, was sie interessant macht). In der folgenden Abbildung entspricht die Ausrichtung der Neigung zwischen der Sichtlinie und der Rotationsachse der Scheibe.

Plattenorientierung (eigene Arbeit, CC-by-nc-sa)

Warum gibt es diese Orientierungsverteilung?

Das Drehimpulsszenario ist schön, aber viel zu einfach: Sternentstehung findet in Gaswolken im interstellaren Medium statt, und diese Wolken sind bekanntermaßen turbulent (Larson, 1981) . Turbulenzen stören einfach das Gas und dominieren den globalen Drehimpuls der Wolke. Tatsächlich können Sie dies sogar mit numerischen Simulationen der Sternentstehung testen: Setzen Sie einen Anfangsdrehimpuls in Übereinstimmung mit Beobachtungen und einigen Turbulenzen (Unterschall oder leicht Überschall, auch in Übereinstimmung mit Beobachtungen ), und Sie erhalten eine Fehlausrichtung der Rotationsachse . aufgrund von Turbulenzen.

— MBR
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Kann dies auf einen kleineren Maßstab hochgerechnet werden? Wenn ja, warum haben die meisten Planeten im Sonnensystem eine axiale Neigung von weniger als 30 °?

— Pabouk

Sie können einen Blick auf die Kepler-Daten werfen, die dieselbe Art von Trend zeigen (viele Exoplaneten mit großer axialer Neigung). Es scheint also, dass unser Sonnensystem nicht sehr allgemein ist, aber auch aus statistischer Sicht ist es nicht seltsam. Tatsächlich ist unsere Situation aus physikalischer Sicht leichter zu verstehen als all diese geneigten Systeme.

— MBR

Ihr Plot ist ein Histogramm der Neigung der Scheibe zur Sichtlinie. Ohne weitere Analyse sagt es Ihnen also nichts über die Ausrichtung auf der galaktischen Ebene aus, da sich diese Scheiben um Objekte befinden, die über den ganzen Himmel verteilt sind.

— Rob Jeffries