Учеными было доказано, что планеты движутся по орбитам, которые почти лежат в одной и той же плоскости. Эта плоскость называется плоскостью эклиптики, и угол отклонения орбит планет от неё обычно составляет всего несколько градусов. Почему же так происходит? Чтобы понять это, нужно заглянуть в далёкое прошлое — к моменту рождения нашей Солнечной системы.
Всё началось с облака
Около 4,6 миллиарда лет назад Солнечная система сформировалась из огромного вращающегося облака газа и пыли — солнечной туманности. Это облако под действием гравитации начало сжиматься. И вот здесь вступил в действие один важный физический принцип — закон сохранения момента импульса.
Когда большое облако сжимается, его скорость вращения возрастает, подобно тому, как фигурист начинает вращаться быстрее, прижимая руки к телу. Одновременно с ускорением вращения облако начинает сплющиваться, превращаясь из шара в плоский диск. Это связано с тем, что частицы, движущиеся поперёк оси вращения, сталкиваются чаще и теряют свою энергию быстрее, чем те, которые движутся вдоль оси.
Итог: почти вся масса и движение вещества концентрируются в тонком вращающемся диске.
Образование планет в диске
Из частиц газа и пыли в этом диске постепенно начали формироваться более крупные тела — планетезимали, а затем и полноценные планеты. Поскольку начальный материал находился в плоском диске, новорожденные планеты автоматически унаследовали эту "плоскую" структуру. Их орбиты естественным образом легли почти в одной плоскости, совпадая с плоскостью вращения диска.
Почему орбиты не идеально совпадают?
Хотя плоскости орбит планет очень близки, они всё-таки не абсолютно одинаковы. Небольшие наклоны объясняются несколькими факторами:
- Гравитационные взаимодействия: планеты воздействуют друг на друга, постепенно изменяя наклоны и формы своих орбит.
- Ранние катастрофические столкновения: в эпоху формирования системы крупные столкновения могли выбить некоторые тела из общей плоскости.
- Влияние внешних объектов: пролёт мимо звезды или гравитационное воздействие гигантских облаков пыли могли немного возмущать орбиты.
Однако даже с этими изменениями планетные орбиты остаются весьма "дисциплинированными" по сравнению с тем, что происходит, например, в поясе астероидов или в облаке Оорта.
Это не только в нашей системе
Наблюдения за другими планетными системами показали, что многие из них также демонстрируют плоскую организацию орбит. Это подтверждает: формирование планет в плоском вращающемся диске — универсальный процесс, который повторяется по всему космосу.
Вывод
Орбиты планет лежат почти в одной плоскости благодаря фундаментальным законам физики: вращению, гравитации и сохранению момента импульса. Эта красивая упорядоченность — не случайность, а неизбежный результат формирования планетных систем из вращающихся облаков вещества.