Warum rotieren Planeten immer nur in einer gemeinsamen Ebene um einen Stern?
5 Antworten
Das ist eigentlich ganz einfach.
Damit das Gas um den Stern eine stabile Umlaufbahn hat, braucht es eine bestimmte (Bahn)Geschwindigkeit (Zentripetal- und Zentrifugalkraft müssen sich ausgleichen).
Doch das kann ein Großteil des Gases nicht. Nehmen wir mal an, das die Scheibe genau parallel zum Äquator des Sterns wäre (was sie ja auch mehr oder weniger immer ist). Dann könnte das Gas, was eine Kreisbahn über die Pole des Sterns vollführt, die Geschwindigkeit nicht halten, weil es auf Dauer Gas der Äquatorscheibe durchquert und dabei abgrebremst wird (Gleiches gilt
auch für alle Bahnen die zwischen Äquatorbahn und Polbahn liegen). Und verliert es die Geschwindigkeit, fällt es in den Stern. D.h. also die Scheibe ist nur noch das Gas was übrig bleibt, weil es zufällig in der richtigen Ebene lag und die nötige Geschwindigkeit behielt.
Das ist auch in unserem Sonnensystem nur so ungefähr richtig. Dass es grundsätzlich "in etwa" so ist, liegt an der Dynamik eines solchen Planetensystems, das sich seit der Zeit vor über 4 Milliarden Jahren, als sich auch erst die Sonne selber aus einem rotierenden Gas- und Staubnebel entwickelte, zu einer ziemlich flachen Scheibe entwickelte.
Es kann aber durchaus sein, dass einzelne kleinere und größere Brocken (bis hin zu Planeten) durch Beinah-Kollisionen aus ihrer ursprünglichen Bahn geworfen werden und sich dann auf einer ziemlich "schräg" liegenden Bahn um den Zentralstern bewegen.
Von den "kleineren Brocken" sausen auch heute noch viele in einer fast kugelförmigen "Wolke" um die Sonne. Einzelne davon fallen plötzlich ins innere Sonnensystem und erscheinen dann vielleicht als Kometen.
ALMA konnte inzwischen eine solche Staubscheibe um eine junge Sonne fotografieren, in der sich Planeten bilden.
Daraus ergibt sich zwangsläufig, dass die Planetenbahnen in einer Ebene liegen.
Die Planeten sind aus so einer Art Staubscheibe entstanden, wie sie auch der Saturn heutzutage noch hat. Also keine Wolke, sondern eine Scheibe.
(Mal ganz grob erklärt)
Übrigens ist von anderen Sternen noch nicht bekannt, wie sich mehrere Planeten dort bewegen.
Wenn sich eine Staub und Gaswalke zusammenzieht, dann beginnt sie zu rotieren. Dabei flacht sie zu einer Scheibe ab. In dieser Scheibe bilden sich die Planeten und räumen mit der Zeit den Staub. Übrig bleiben die Planeten in einer Ebene.
".... dann beginnt sie zu rotieren."
Eigentlich beginnt sie dann gar nicht erst zu rotieren, sondern es wird einfach die ursprünglich im System schon vorhandene (zufällige) durchschnittliche Rotation auf einen kleineren Bereich "verdichtet" und durch Kollisionen ein Stück weit "homogenisiert", so dass es zum bekannten Pirouetten - Effekt kommt, mit einer schnelleren Drehung auf engeren Umlaufbahnen.