Os eixos de rotação da maioria das estrelas na Via Láctea se alinham razoavelmente próximos ao eixo de rotação galáctica?
O eixo de rotação do Sistema Solar forma um grande ângulo de cerca de 60 graus em relação ao eixo de rotação da Via Láctea. Isso parece incomum - por exemplo, a maioria dos corpos dentro do Sistema Solar se comporta melhor do que isso.
A maioria das estrelas ou sistemas planetários na Via Láctea giram em estreita concordância com a rotação galáctica? Ou existe uma grande dispersão, para que, de fato, nosso Sol não seja atípico?
Respostas
É muito provável que haja uma dispersão aleatória.
Ao contrário dos planetas que orbitam o Sol no Sistema Solar, a maioria das estrelas da Galáxia não se formou ao mesmo tempo que a própria Galáxia. Não há, portanto, nenhuma razão forte para suspeitar que os vetores de momento angular estariam alinhados por razões semelhantes. Por outro lado, o potencial gravitacional galáctico se afasta da simetria esférica em suas regiões internas, porque a matéria visível, que se torna dominante nas regiões internas, está concentrada em um disco - então presumivelmente isso, ou talvez as forças de maré exercidas por este em nuvens moleculares, pode imprimir alguma preferência de momento angular.
A evidência é incompleta, mas sugere orientações aleatórias, pelo menos na vizinhança solar. Remeto-vos para Detecção de exoplanetas , onde discuto isso no contexto da detecção de exoplanetas em trânsito.
Em uma série de artigos, eu e meus colegas investigamos a distribuição de eixos de spin em aglomerados de estrelas. A ideia aqui, que não é rebuscada, é que as grandes nuvens a partir das quais os aglomerados se formam terão algum momento angular. A questão é quanto desse momento angular é herdado pelas estrelas que ele forma, ou até que ponto a turbulência no gás em colapso pode essencialmente aleatorizar os vetores de spin dos fragmentos em colapso. Nossa técnica era combinar períodos de rotação (mais recentemente a partir de observações do Kepler) com medições cuidadosas das velocidades equatoriais projetadas ($v \sin i$, Onde $i$ é a inclinação do giro em relação à linha de visão) para obter os raios projetados ($R \sin i$) e, em seguida, modelar a distribuição de $R \sin i$com várias suposições sobre a distribuição do eixo de rotação. Em todos os três clusters que estudamos (Pleiades, Alpha Per, Praesepe), a distribuição era consistente com uma distribuição aleatória, com limites bastante fortes na quantidade de alinhamento possível ( Jackson & Jeffries 2011 ; Jackson, Deliyannis & Jeffries 2018 ; Jackson et al. 2019 ). A técnica foi replicada em um quarto cluster, NGC 2516, por Healy & McCullough (2020) , com a mesma conclusão.
Outros autores reivindicaram alinhamentos em alguns casos. Notavelmente, usando a asteroseismologia Kepler de gigantes vermelhos em dois agrupamentos no campo principal do Kepler, Corsaro et al. (2017) afirmou um alinhamento bastante estreito dos eixos de rotação, apontando quase em nossa direção em cada caso. Visto que o campo Kepler não está longe do plano galáctico e estes eram aglomerados distantes, então os eixos de rotação estariam quase no plano galáctico (um pouco como Urano e o Sol). No entanto, a probabilidade de encontrar tal resultado se clusters individuais tivessem vetores de momento angular médio aleatório levantava pontos de interrogação - a probabilidade de ver esse vetor apontando para você é muito baixa. Trabalho de Kamiaka et al. (2018) mostra que as estimativas asteroseismológicas podem ser sistematicamente enviesadas para baixas inclinações.
Outra evidência de algum alinhamento estava nas orientações das nebulosas planetárias bipolares em direção à protuberância galáctica. Rees & Zijlstra (2013) encontraram uma distribuição não aleatória que sugeria que os momentos angulares orbitais dos sistemas binários, responsáveis pela forma bipolar das nebulosas, estavam orientados alinhados com o plano galáctico (novamente, como Urano ao redor do Sol). O resultado é altamente significativo estatisticamente, mas até onde eu sei não foi seguido, apesar de suas implicações óbvias para estimativas de rendimentos de trânsito de pesquisas exoplanetárias.
Acho que o maior argumento de que não há efeito significativo para estrelas médias no campo da Galáxia, é que os exoplanetas trabalhando no levantamento TESS (que cobre todo o céu), teriam encontrado uma drástica dependência espacial em seu rendimento de planetas em trânsito em função da latitude galáctica. A maioria dos planetas em trânsito (ou pelo menos Júpiteres quentes) tem eixos orbitais coincidentes com o eixo de rotação da estrela (como os planetas no Sistema Solar). Se esses eixos orbitais estivessem alinhados com o norte galáctico (ou qualquer outra direção), isso significaria que você veria muito menos planetas em trânsito ao olhar para essas direções. Não ouvi relatos de tal dependência espacial.