Por que os planetas em nosso sistema solar orbitam no mesmo plano?

(Sim, estou excluindo Plutão disso da mesma forma que foi excluído por não ser um planeta)

Observando os planetas orbitando o Sol, todos parecem relativamente planares e aproximadamente todos orbitam no mesmo plano.

Isso se deve à maneira como nosso sistema solar foi formado ou é um fenômeno físico observado em outros sistemas?

No estágio protostar do Sol, estava cercado por uma nuvem de gás (girando). Essa nuvem se comportou como um fluido (bem, um gás é um fluido), então se achatou em um disco de acreção devido à conservação do momento angular. Os planetas eventualmente se formaram a partir do pó / gás no disco a partir da compressão do pó no disco. Esse processo não acabará movendo a poeira para fora do avião (toda a força vertical da gravidade está na direção do disco), então o planeta final também está no avião.

Por que um disco de acreção precisa ser plano? Bem, primeiro, vamos imaginar a nuvem protostar e de gás antes da formação do disco de acreção. Normalmente, essa configuração terá partículas girando principalmente em uma direção. Os que estão girando em órbitas retrógradas acabarão se revertendo devido a colisões.

Nesta esfera de gás, haverá um número igual de partículas com velocidades verticais positivas e negativas (em um determinado momento; devido à rotação, os sinais de velocidade irão virar). De colisões, eventualmente, tudo isso se tornará zero.

Uma partícula que gira em torno de um planeta sempre girará de tal forma que a projeção no planeta seja um grande círculo. Portanto, não podemos ter uma partícula com velocidade vertical zero, mas com posição vertical diferente de zero (pois isso implicaria uma órbita que não é um grande círculo). Assim, à medida que a velocidade vertical diminui, a inclinação da órbita também diminui. Eventualmente, levando a um disco de acreção com muito pouco spread vertical.

Um argumento simples sobre o motivo pelo qual a nuvem de gás que orbita o Protosun formou um disco é o seguinte.

Existem duas propriedades características dessa nuvem de gás: sua energia total e seu momento angular total. Enquanto o momento angular é conservado, a energia não é: a radiação reduz a temperatura do fluido e, portanto, a energia. Então, eventualmente, a nuvem se estabiliza em um estado de energia mínima em um momento angular determinado e isso é um disco em rotação circular (de modo que a maioria da energia cinética [incluindo o calor] esteja em componentes de velocidade, contribuindo para o momento angular total).

A redistribuição do momento angular entre os elementos de gás no disco leva a um transporte externo de momento angular e transporte interno de gás, resultando em acréscimo no Protosun.

Imagine uma partícula que foi contra o grão, como se fosse retrógrada em relação às outras. É muito provável que, ao longo de milhões de anos, ela se estrague em coisas que vão na direção oposta e mude sua própria direção para corresponder à maioria.

O mesmo se aplica às órbitas não planares, uma partícula que viajou em uma órbita polar em relação ao "equador" do disco de acúmulo acabaria quebrando coisas suficientes para mudar seu caminho para corresponder à maioria.