Почему планеты Солнечной системы вращаются в одной плоскости?

Если вы когда-либо смотрели на модель Солнечной системы, вы, вероятно, замечали, что Солнце, планеты, луны и астероиды находятся примерно в одной плоскости. Но почему так? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны отправиться в самое начало Солнечной системы, примерно 4,5 миллиарда лет назад.

В то время Солнечная система была просто массивным вращающимся облаком пыли и газа, сказал Надер Хагигипур, астроном из Гавайского университета в Маноа.

Это массивное облако измерялось 12 000 астрономических единиц (а.е.) в поперечнике; 1 а.е. — это среднее расстояние между Землей и Солнцем, или около 150 миллионов километров. По словам Хагигипура, это облако стало настолько большим, что, несмотря на то, что оно было просто заполнено молекулами пыли и газа, само облако начало коллапсировать и сжиматься под собственной массой.

Когда вращающееся облако пыли и газа начало схлопываться, оно также сплющилось. Представьте себе производителя пиццы, подбрасывающего крутящийся кусок теста в воздух. При вращении тесто расширяется, но становится все более тонким и плоским. Вот что случилось с самой ранней Солнечной системой.

Между тем, в центре этого постоянно сглаживающегося облака все эти газовые молекулы так сильно сжались, что нагрелись, сказал Хагигипур. Под огромной температурой и давлением атомы водорода и гелия слились и запустили ядерную реакцию, длившуюся миллиарды лет, в виде молодой звезды: Солнца.

В течение следующих 50 миллионов лет солнце продолжало расти, собирая газ и пыль из окружающей среды и изрыгая волны сильного тепла и излучения. Постепенно растущее солнце расчистило вокруг себя бублик. По мере того, как Солнце росло, облако продолжало схлопываться, образуя «диск вокруг звезды, [который] становится более плоским и плоским, расширяется и расширяется с Солнцем в центре», — сказал Хагигипур.

В конце концов, облако превратилось в плоскую структуру, называемую протопланетным диском, вращающейся вокруг молодой звезды. По словам Хагигипура, диск растягивался на сотни а.е. в поперечнике и имел толщину всего одну десятую этого расстояния.

В течение десятков миллионов лет после этого частицы пыли в протопланетном диске мягко вращались, иногда сталкиваясь друг с другом. Некоторые даже держались вместе. И за эти миллионы лет эти частицы стали миллиметровыми зернами, а те — сантиметровыми камешками, а камешки продолжали сталкиваться и слипаться.

В конце концов, большая часть материала протопланетного диска слиплась, образуя огромные объекты. Некоторые из этих объектов стали настолько большими, что гравитация превратила их в сферические планеты, карликовые планеты и луны. Другие объекты приобрели неправильную форму, например астероиды, кометы и некоторые маленькие луны.

Несмотря на разные размеры этих объектов, они находились более или менее в той же плоскости, откуда возникли их строительные материалы. Вот почему даже сегодня восемь планет Солнечной системы и другие небесные тела вращаются примерно на одном уровне.