Por que as luas de Urano e Plutão orbitam o equador? O que faz com que a inclinação de uma lua se incline com o eixo rotacional de seu planeta?

Urano e Plutão têm seus eixos de rotação quase 90 graus em direção à eclíptica. Mas por que suas luas se inclinam da mesma maneira?

Isso significa que suas inclinações foram causadas pela passagem perto de alguma massa externa que afetou o planeta e suas luas igualmente, em vez de algum processo específico do planeta, como um impacto de cometa ou tectônica?

O eixo rotacional de Marte se inclina com o tempo, mas suas luas hoje estão localizadas sobre seu equador temporário. A lua da Terra está alinhada com a eclíptica e parece não se importar com a inclinação planetária, embora (ou por causa de?) Massas oceânicas puxem suas marés. Descobriram-se exoplanetas que não orbitam em alinhamento com a rotação de suas estrelas, e por que eles o fazem bilhões de anos após a formação?

Consegui encontrar duas hipóteses para a inclinação de Urano que explicam por que suas luas também estão orbitando em um plano inclinado.

As hipóteses de múltiplos impactos residem no fato de que, se Urano tivesse sido inclinado pela força de um único grande impacto (como se acreditava comumente), as luas deveriam ter permanecido em seu plano original. Uma versão corrigida dessa hipótese dizia que, se o disco de acréscimo do qual Urano estava se formando ainda estivesse por perto, um impacto o teria destruído e recriado no mesmo local do novo equador. As luas teriam então acumulado do disco naquele plano. Isso, no entanto, teria produzido luas com movimento retrógrado (o que não é o caso para a maioria). Portanto, a última idéia é que Urano sofreu múltiplos impactos, o que, de acordo com as simulações, trabalha para produzir o sistema planetário como o vemos hoje. (Há outro problema com essa hipótese.)

A teoria livre de colisão (ou cenário sem colisão, conforme descrito no artigo) propõe que Urano poderia ter se inclinado progressivamente conforme se formava sem a necessidade de postular um impacto (ou série de impactos), se tivesse um satélite adicional e iniciasse com um satélite. grande inclinação (permitida pelos modelos atuais); a lua extra poderia ter sido lançada mais tarde. As simulações funcionaram para uma inclinação inicial de mais de 17 graus e uma lua de 0,01 massa uraniana e 50 raios uranianos.

Assim como as forças da maré podem empurrar a lua para fora e ao longo do tempo, circular a órbita, a protuberância equatorial do planeta tem uma força semelhante que atrai a Lua para uma órbita sobre o equador. Isso é verdade, dado tempo e velocidade de rotação suficientes para que o planeta tenha uma protuberância equatorial suficiente.

Para uma lua de formação, deve haver alguma semelhança no momento angular durante a formação naturalmente. Semelhante a uma lua de impacto como a nossa, onde o impacto faz o planeta girar.

Uma lua capturada pode orbitar em qualquer direção com ou contra a rotação do planeta em qualquer ângulo do planeta equatorial do planeta, pelo menos inicialmente, mas a protuberância equatorial tem um efeito de maré que, com o tempo, atrai a lua sobre ele.

A protuberância da maré na Terra, que move a lua a alguns centímetros de distância a cada ano, tem apenas alguns metros de altura sobre os oceanos e alguns centímetros de profundidade sobre a terra. A protuberância equatorial da Terra é de 42,77 km. Cerca de 4 ordens de magnitude mais significativas que o volume das marés. Não é difícil ver como uma protuberância desse tamanho, em muitas órbitas, influenciaria a lua em uma órbita sobre o equador. O mesmo vale para sistemas de anéis, que se formam sobre o equador de um planeta. "Pergunte a um astrônomo" diz basicamente a mesma coisa.

Exceções seriam se a lua fosse capturada recentemente, ou se o planeta girasse muito lentamente (Vênus, por exemplo), ou se a lua estivesse próxima da região instável da esfera da colina onde o objeto que orbita (planeta) e o objeto que limita a esfera montanhosa do planeta (sol) afeta a lua. Eu suspeito (mas não sei como fazer as contas), que a órbita de nossa lua sendo 5 e mudando de graus do equador da Terra se deve à proximidade do sol e da lua não estar muito longe da parte instável da esfera da colina .

As outras luas que você menciona estão muito mais dentro das Colinas do planeta e muito mais governadas pela protuberância equatorial do planeta. veja tabela e gráfico abaixo.