Одна загадка Солнечной системы

[Munin]

Почему периоды вращения планет-гигантов вокруг собственной оси так близки между собой? И для всей группы гигантов, и отдельно у газовых и у ледяных гигантов?

Юпитер - 9,925 часа
Сатурн - 10,57 часа
Уран - 17,24 часа (ретроградно)
Нептун - 16,11 часа

(При том, что угловые скорости их вращения вокруг Солнца различаются во много раз:

Юпитер - 11,86 лет
Сатурн - 29,46 лет
Уран - 86,32 лет
Нептун - 164,79 лет)

Я не знаю ответа...

[Aritaborian]

Munin в сообщении #600461 писал(а):

При том, что угловые скорости их вращения вокруг Солнца различаются во много раз

Ну, это по одному из законов Кеплера, если не ошибаюсь, и в любом случае одно с другим не связано.
А что насчёт остальных планет?
Меркурий: 175 дней;
Венера: 116 дней (ретроградное);
Земля: 24 часа;
Марс: 24,7 часа
(данные предоставила Вольфрам|Альфа).
Прочую мелочь учитывать пока не будем, но оставим узелок на память ;-)
Видим, что планеты разбиваются на три фактормножества: Меркурий-Венера, Земля-Марс, гиганты.
В самом деле, к чему бы это? ;-)

[Munin]

Внутренние планеты меня не интересуют, они явно сильно отличаются от гигантов, и образовались, скорее всего, отдельно, и в их группе внутри большой разброс. Тем более меня не интересует всякая мелочёвка, которая в разные времена считалась или не считалась планетами. На грубом уровне, Солнечная система состоит из 4 планет, и вот среди них есть заинтересовавшая меня близость совершенно неожиданных параметров.

Сравнение с орбитальными периодами я привёл для того, чтобы отсечь аргументы типа "оно всё образовалось из единого облака, вращающегося с единой угловой скоростью".

[triod]

Munin в сообщении #600461 писал(а):

Почему периоды вращения планет-гигантов вокруг собственной оси так близки между собой? И для всей группы гигантов, и отдельно у газовых и у ледяных гигантов?
..

Выскажу свое скромное мнение, что это как-то связано с плотностью планет.

[ewert]

Наблюдается скорее другая закономерность: чем ближе к Солнцу, тем вращение медленнее (ну там с разбросом, конечно). И тут в качестве естественного объяснения напрашивается действие приливных сил.

[Munin]

По вертикали - логарифм плотности, по горизонтали - логарифм периода собственного вращения.

Что-то не наблюдается какой-то явной корреляции. Если закрыть внутренние планеты ладонью - тоже. Ещё идеи?

ewert
Приливные силы, ну господи, они-то как раз различаются намного сильнее, в разы, посчитайте. Не говоря уже о том, насколько разные там наклоны и направления осей вращения.

[lek]

Munin, интересное наблюдение. Попробовал как то связать все это с движением (не обязательно свободного) симметрического волчка (однородного и абсолютно твердого), но безрезультатно...
Кстати, обратите внимание на зависимость периода собственного вращения планеты от ее радиуса (тоже есть определенная закономерность).

[EtCetera]

Интересно, что, чем больше масса (и, вероятно, момент инерции) газового гиганта, тем меньше у него период обращения вокруг оси. Есть ли тут какая-либо закономерность?

[lek]

EtCetera в сообщении #600523 писал(а):

Интересно, что, чем больше масса (и, вероятно, момент инерции) газового гиганта, тем меньше у него период обращения вокруг оси. Есть ли тут какая-либо закономерность?

Примерно та же, что наблюдается при сравнении радиуса и периода. Но во втором случае согласованность несколько лучше...

[EtCetera]

lek
$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}\hline \text{Название} & M, \text{кг} & R_{\text{экв}}, \text{м} & I, \text{кг}\cdot\text{м}^2 & T, \text{сут} \\ \hline \text{Юпитер} & 1{,}8986\cdot 10^{27} & 7{,}1492\cdot 10^7 & 2{,}23191\cdot 10^{42} & 0{,}41353 \\ \text{Сатурн} & 5{,}6846\cdot 10^{26} & 6{,}0268\cdot 10^7 & 4{,}74899\cdot 10^{41} & 0{,}44403 \\ \text{Нептун} & 1{,}0243\cdot 10^{26} & 2{,}4764\cdot 10^7 & 1{,}44476\cdot 10^{40} & 0{,}67125 \\ \text{Уран} & 8{,}6810\cdot 10^{25} & 2{,}5559\cdot 10^7 & 1{,}30432\cdot 10^{40} & 0{,}71833 \\ \hline \end{array}$
Здесь $M$ $\text{---}$ масса, $R_{\text{экв}}$ $\text{---}$ экваториальный радиус, $I$ $\text{---}$ гипотетический момент инерции, $T$ $\text{---}$ период обращения газового гиганта. Для момента инерции использована формула $I=C\cdot M\cdot R_{\text{экв}}^2$, значение коэффициента $C$ взято равным $0{,}23$.

[lek]

EtCetera, значение $C=0,23$ вы "руками" подбирали или...?

[EtCetera]

lek
Google при запросе на момент инерции газовых гигантов одной из первых выдал ссылку на статью, в которой использовалась эта формула и такое значение коэффициента. Впрочем, (гипотетические) моменты инерции я привел в этой табличке чисто для ориентира, значение же коэффициента (если, конечно, считать, что подобная "наивная" формула дает более-менее правильный результат) в данном случае и вовсе не важно.
Этой табличкой я лишь хотел продемонстрировать, что верна именно моя, а не Ваша закономерность, причем только благодаря аномалии Уран-Нептун (при меньшем экваториальном радиусе второй весит больше имеет большую массу).

[lek]

Понятно... Похоже, что так.

[Munin]

EtCetera в сообщении #600569 писал(а):

газового гиганта

По современной классификации, только Юпитер и Сатурн - газовые гиганты, а Уран и Нептун - ледяные гиганты. Вместе они называются просто гигантами.

EtCetera
Числа на глаз воспринимаются всё-таки плохо (даже на тренированный), так что если вы нарисуете картинку, типа как сделал я, станет ясней.

[lek]

Munin в сообщении #600597 писал(а):

Числа на глаз воспринимаются всё-таки плохо (даже на тренированный), так что если вы нарисуете картинку, типа как сделал я, станет ясней.

И лучше в относительных величинах (ср. с таблицей здесь).