Re: [請益] 為什麼星球會自轉?
※ 引述《xiaoa (不事生產)》之銘言：
: ※ 引述《gemini2010 (gemini)》之銘言：
: : 衛星繞著行星轉
: : 行星繞著恆星轉
: : 我知道這是因為萬有引力
: 依這句話
: : 那自轉是因為什麼緣故呢?
: : 熊熊想到這個問題
: 我想,原PO對這件事的理解程度尚淺(但我理解的也沒多深就是了)
: 行星公轉,萬有引力(重力)是個要素
這個問題是動力學問題
只是這個尺度是重力主導的
: 雲氣的角動量也是個要素
: 公轉的形成,行星必須要進行切線運動(也就是上面所謂的角動量)
: 沒有切線運動,行星就會掉到質量的中心
: 這也是為何mpcb說星體的形成,必須要有角動量,因為沒有角動量,物質都會掉到質心
: 最後,雲氣形成的星系裡只會形成恆星,沒有行星
這個故事要從恒星怎麼形成開始說
恒星是從分子雲所形成的
一個分子雲大概幾個光年大小，溫度大概10K (動能=熱能)
也就是分子速度差(velocity dispersion)大概是幾個 km/s
當這個分子雲收縮的時候，分子損失的位能就會轉換成動能
動能越高就是速度越快(溫度越高)，這樣一來就又會膨漲回去
(用角動量守恒來說也是一樣，r 越小 v 越大)
所以要讓分子雲縮小最簡單的方法就是讓他轉起來
使得垂直旋轉盤面方向的動能能夠轉換到盤面上，這樣分子才能一直掉下去
想像一下旋轉的躲避球，垂直和平行旋轉方向接起來會怎樣
(否則等分子雲慢慢輻射出來，時間尺度會大很多很多)
(類似的機制也發生在一些吸積的地方，因此他們都會伴隨吸積盤)
在這個形成過程中，這個系統的角動量就會被保留在剛形成的星體，所以恒星會自轉
而行星會在盤面上形成，所以行星一開始也會跟著盤面轉
但是行星形成理論中，碰撞也是一個很重要的機制
有時候就會撞出旋轉方向不同於初始角動量的狀況
以太陽系為例，大部份的行星/小行星和太陽系小天體的運行方向和太陽旋轉一致
但是金星和天王星應該是有劇烈碰撞才會轉得不同
而在最外面的 歐特雲 就是球狀分佈，他們就是形成初期沒有掉進來在外面形成的
所以他們進入太陽系內部的軌道平面可以是任何方向
當星體尺度越小，這個機制就會慢慢的被碰撞取代
所以太陽系小星體的自轉就是什麼方向都有可能
在尺度大一點的狀況下，例如球狀星團/橢圓星系，整個系統就可以沒有淨角動量
不像旋渦星系物質會聚集在盤面上
要完全不會旋轉，必需是在形成過程中，所有的物質"只"往質心掉
這代表初始分子只有 r 方向動能，這個是不符合常理的
因為大自然不會偏好任何一個方向，就像喝醉的人可能會往任何一個方向前進
(有θ/φ方向就有velocity dispersion)
: 瞭解公轉的形成要素,自轉就不難理解
: 自轉其實和公轉一樣,只是公轉的星體都掉到質心上去了
: 簡單想像,就是行星的表皮繞著行星的質心在"公轉"
: 至於維持切線運動方向的重力,在這裡,是過大,必須有物質被壓縮後的反彈(應力)來平衡
: 以上,如果你都瞭解了,可能就會產另一個疑問,"為什麼會有切線運動?"
: 我想這才是板友認為的"你的問題"(所以,推文多是在回答這個問題)
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一個孩子手指向浩翰的星空
頭向著我 問我說：「你能看多遠？」
我答道：「我不如你那明亮的雙眼看得遠。」
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.115.34.114
※ 編輯: mpcb 來自: 140.115.34.114 (10/03 18:12)
推
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想像當你有一顆水球
在不固定的狀況下要讓球皮接近質心要怎麼做
1. 推他，然後推的另一邊會膨漲，質心往推的另一邊移動
2. 夾他，如果力道不對稱，水球就會變形扭轉，大自然不會有那麼美妙的巧合
3. 轉他，水球變成盤狀，上下就會接近核心，垂直方向沒有角動量就會塌下去了
分子雲就是一樣的例子，當他縮到一定的範圍後
位能井就越來越深，然後就跑不掉了
天王星還好，通常會舉的例子是冥王星
但是那些TNO的傾角其實也在一定範圍之內
太陽系小天體會依傾角和橢率做分類，他們屬於不同的族群
※ 編輯: mpcb 來自: 220.136.238.158 (10/03 19:10)
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