Est-il possible que les anneaux planétaires soient perpendiculaires (ou presque perpendiculaires) à l'orbite de la planète autour de l'étoile hôte?
Est-il possible que les anneaux planétaires soient perpendiculaires (ou presque perpendiculaires) à l'orbite de la planète autour de l'étoile hôte?
Réponses
Oui, le plan des anneaux d'Uranus est à environ 98 degrés par rapport au plan de son orbite autour du Soleil.
Cela signifie que le système d'anneau ressemble à votre image deux fois par orbite. Au fur et à mesure que la planète tourne autour du Soleil, les anneaux, bien que toujours inclinés à 98 degrés par rapport au plan orbital, deviennent progressivement «face visible» lorsqu'ils sont vus du Soleil. Cela se produira environ un quart de période orbitale après la configuration illustrée sur l'image. Puis un autre quart de période orbitale plus tard, Uranus sera de l'autre côté du Soleil, mais avec ses anneaux inclinés comme indiqué.
J'ai posté quelques animations, juste pour être sûr :) L'image n'est évidemment pas à l'échelle.
C'est possible:
et n'est, en fait, pas loin de ce que fait Uranus.
L'animation ci-dessus a été réalisée à l'aide de Mathematica. La caméra est au-dessus du plan de l'orbite de la planète, mais pas directement au-dessus de l'étoile. Les anneaux sont perpendiculaires au plan de l'orbite. Parce que la caméra est décentrée, nous voyons un peu le côté des anneaux. Parce que la caméra est à une distance finie, l'angle entre le plan des anneaux et la ligne de visée de la caméra varie le long de l'orbite.
En revanche, l'animation ci-dessous est physiquement impossible. La conservation du moment cinétique l'interdit:
L'anneau est sur le plan des orbites des particules dont l'anneau se compose, et (la direction de la normale de) ce plan ne change pas pendant l'orbite de la planète. Au départ, je pensais que l'anneau serait automatiquement sur le plan de l'équateur de la planète. C'est le cas des anneaux principaux de Saturne et de ceux d'Uranus. Cependant, comme expliqué ici , il n'y a aucune loi de la physique qui rendrait cela nécessaire. Même Saturne a un mince anneau faible dans une orientation différente.
Ma compréhension limitée est que l'origine de la bague joue un rôle. Si un anneau est constitué des restes d'un ancien satellite, il suivra alors l'orbite de ce satellite. D'un autre côté, si l'anneau a été formé avec le système planétaire, ou même éjecté de la planète en formation, alors il semble naturel que l'anneau soit exactement sur le plan équatorial.
Nous avons besoin d'un astronome pour donner plus de détails. Après avoir jeté un coup d'œil sur Wikipedia, je soupçonne qu'un anneau sur le plan équatorial peut être plus stable. En particulier, si / quand des "lunes de berger" doivent être présentes pour garder l'anneau intact. De toute évidence, les satellites ont tendance à être proches du plan équatorial de la planète mère. Peut-être que la gravité des satellites restants perturberait plus gravement un anneau dans une autre orientation, ce qui signifie qu'il ne durerait pas longtemps?