なぜ公転(や環)は同一平面上で同じ向きに回転するのですか

ご覧いただきありがとうございます．
太陽系の惑星は，なぜ全て同じ向き(見る方向によりますが時計回り)で回転しているのでしょうか
太陽系の誕生と関係あるのでしょうか
自転は惑星によって逆向きだったりするので納得できるのですが，全ての惑星が同じ向きに回っているのが不思議です
また，なぜそれが(ほぼ)同一平面上にあるのでしょうか
(惑星じゃなくなってしまいましたが)冥王星みたいに，軌道が傾いていて，それぞれの惑星がいろんな方向で太陽を中心としてぐるぐる回っていないのが不思議でした
何か，重力の制約があるのでしょうか
同様に，土星(や木星)の環についても，同一平面上にあるのが不思議です
赤道上で一番重力が弱い，みたいなイメージでしょうか
お教えいただければ幸いです

No.2 ベストアンサー 回答者： naokita 回答日時： 2021/12/04 14:56

そこに回転運動があったからでしょうね。

その遠心力。

地球もジャイアントインパクト時に、地球の周囲に多くのチリで環が出来たでしょうね（後に月になった）
地球が公転/自転しているからです。
地球の場合は、最初は角度０度で自転していたので、その環（月）は地球の公転軌道上とほぼ同じになった。

土星は、何らかの影響で、地軸の傾きが先で、その後に環が出来たので、土星の環も土星の自転方向に傾斜している。

各惑星の衛星を特大にしてのが、太陽系の惑星と同じ現象で、
太陽系自体も回転していると考えるべきかと。

引力の影響と、その回転のよる遠心力が均等になった位置が（ほぼ正円に近い楕円の）軌道になる。
ずれた場合は、他の引力/重力によって落下するし、遠心力がずれればどこかに飛んでいってしまう・・・

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（無重力で）ボールの中にビー玉を入れて回すと、一番遠心力が強い場所で、安定する。
地球上だと、縦回転だと重力に負けて、早めに回転運動が収まるけど、
横回転だと、下の方まで回転し続け、回転速度も遅くなるが、縦回転よりも長く回転できる。遠心力が重力に負けずに安定回転できるからです。


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ビッグバンは、一点で起こったと思われていますが、
もしかして、次々と何点かでも起こって、銀河が各方法に移動していった方向性に、宇宙全体に因果関係あるんじゃないかとも思っております。
その回転運動の方向性かと・・・

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/12/11 13:49

>『恒星系内に木星型惑星が３つ以上あると乱れる』

>と書かれた記事をだいぶ昔に読みました。

多くの恒星系では恒星近くに巨大惑星(ホットジュピター)があり、
僅か数日~数十日で公転していて、重カ相互作用で互いに惑星を弾き飛ばし
公転面をメチャメチャにしてしまう という説が有力のようですね。

初期の恒星系の惑星達はもっと密に生まれて、互いにこずきあって
バラバラな軌道になるのが普通のよう。

それを逃れるのに必要な何かの条件を太陽系は持っていた
のかもしれません。


https://www.astroarts.co.jp/news/2012/07/26keple …

No.4 回答者： srafp 回答日時： 2021/12/07 19:24

主にNHKで見た科学系番組や天文に関する簡単な書籍で得た知識だけど、太陽系の惑星の公転軌道がほぼ一定の範囲内に収まっているのは、次のような事らしい。

先ず、太陽が出来上がった時に、太陽の引力により星間ガスは引っ張られることから、公転の方向は統一される。

そして、木星型惑星が最初に作られるのだが、これが１つだけだと「ホットジュピター」と呼ばれる問題にぶち当たる。
　→木星型惑星が公転しながら太陽へ落ち込んでいく。
初期の太陽系においても同様のことが起きた。
木星が形成され、現在の火星付近まで落ち込んだ。

だが、運よくと言うか・・・その後に土星が出来たのだが、そのタイミングがよく、木星は土星の引力の助けにより今の軌道へと移動。
その結果、火星と木星の間にあった(惑星の基となる)星間ガスは木星に多く持っていかれてしまい「小惑星帯」となる。

その後、木星型惑星は出来上がらず、海王星・天王星と言う並びで出来上がり土星近くを回っていたが、(確かスイングバイにより)２つの惑星は外側へ飛ばされ、天王星・海王星と言う並びになった。
※地球型惑星がどのタイミングで作られたのかは覚えていません


さて、他の恒星系で公転面がバラバラであるという３番さまのご指摘。
これは、詳しい事は知らないが、『恒星系内に木星型惑星が３つ以上あると乱れる』と書かれた記事をだいぶ昔に読みました。
そういう点では太陽系は稀有な存在です。

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2021/12/06 12:30

昔は、太陽系のように、恒星の惑星の公転面は揃っているのが

普通と考えられていました。しかし、恒星に惑星が見つかるように
なってから、太陽系のように公転面が比較的きれいに
揃った惑星を持つ恒星はたったの一つしか見つかっていません。

惑星の公転面はバラバラなのが宇宙の常識のようです。

ひょっとすると惑星の成因の定説に、
なにか大きな誤りがあるのかも。

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2021/12/03 03:54

惑星系のもとのガス雲が角運動量を持っていて回転するため, 重力と (回転による) 遠心力とが組合さった結果だんだんとガス雲は平板になっていく. ひじょうにおおざっぱにいえば「ピザ生地をくるくる回転させると平べったくなっている」のと同じようなもの.

あと自転の向きについてはそれぞれに理由がありそう. 天王星や冥王星はジャイアントインパクトっぽいものが想定されてるんじゃなかったかな. 金星はもっと難しくて内部構造や大気との作用も原因に挙げられてる.