¿Cómo llegó Marte a tener un día de 24 horas y 39 minutos?

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Mercurio gira tres veces por cada dos revoluciones alrededor del Sol, aparentemente debido a una resonancia gravitacional con el Sol.

Venus tarda unos 225 días en girar, y gira en la dirección opuesta a cualquiera de los planetas interiores. Quizás porque su naturaleza extrema lo hace irritante.

La Tierra gira una vez cada 24 horas, una condición causada por la interacción de las mareas entre la Tierra y su Luna. Se cree que la Tierra giraba aproximadamente una vez cada 5 horas antes de la colisión teorizada con un objeto coorbitante del tamaño de Marte denominado Theia.

Marte no muestra signos de una colisión similar. Sus dos lunas parecen ser asteroides que fueron capturados del cinturón de asteroides. Entonces, ¿cómo llegó Marte a tener un día tan cercano a la duración de un día de la Tierra?

Howard Miller
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No se puede descartar pura coincidencia aquí. De hecho, esa es mi suposición en cuanto a la razón.
HDE 226868
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Marte tiene signos de un gran impacto , la cuenca de Borealis. Pero no está claro que tenga algo que ver con el período de rotación. Creo que es reconfortante que algún planeta tenga algo en común con la Tierra. Los planetas gigantes tampoco están lejos.
LocalFluff
Interesante pregunta. Una buena respuesta hablaría sobre el tema de lo que sabemos de cómo ha cambiado el día de Marte con el tiempo y las causas conocidas o supuestas detrás de dichos cambios. Si no ha cambiado mucho, ¿tenemos alguna idea de por qué podría haberse formado con un día de esta longitud?
Keith
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@Keith, se necesita una enorme cantidad de energía para cambiar la rotación de un planeta en cualquier cantidad medible o se necesita una fuerza de marea constante para cambiarlo muy lentamente con el tiempo. Venus tiene una atmósfera muy espesa y un arrastre de marea bastante fuerte debido a su cercanía al sol. La Tierra tiene océanos y la luna la está ralentizando lentamente (mencionada en la respuesta a continuación). Marte sin océanos, casi sin atmósfera, sin lunas de ningún tamaño y está bastante lejos del sol tiene efectos de marea mínimos en la rotación. El único método para cambiar significativamente la rotación de Marte es un gran impacto.
userLTK
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@Michael: la especulación de Switft puede no haber sido tan sorprendente. en.wikipedia.org/wiki/Moons_of_Mars#Early_speculation
Keith Thompson

Respuestas:

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"Se cree que la Tierra giraba aproximadamente una vez cada 5 horas antes de la colisión teorizada con un objeto coorbitante del tamaño de Marte conocido como Theia".

Casi. Theia no tenía que estar coorbitando, solo una órbita en intersección. No tenemos idea de cuál era el giro de la Tierra antes de la colisión, pero se teoriza que la rotación de la Tierra tuvo un período de 5 horas después de la colisión con Theia, en el momento de la formación de la Luna a partir de los escombros.

El hecho de que Marte y la Tierra tengan un período similar es una coincidencia, ¿tal vez se preguntan por qué Marte gira tan rápido? Bueno, en realidad, Marte no es un hombre extraño, Mercurio y Venus sí. La mayoría de los planetas giran rápido. exactamente qué orientación de giro está determinada arbitrariamente por los caprichos de las formas en que los planetesimales chocaron para formarlos. El hecho de que Venus y Urano tengan orientaciones de giro inusuales es la forma en que resultaron las cosas.

Tanto Mercurio como Venus solían girar mucho más rápido. El giro de Mercurio fue ralentizado por la marea por el Sol y la órbita de Mercurio fue (y aún está siendo) alejada por el Sol (al igual que la Luna y la Tierra: ¿Por qué la Luna se aleja de la Tierra debido a las mareas? ¿Es esto típico para otros? lunas? ) Finalmente, Mercurio se mantuvo en esa resonancia 2: 3. Lo cual, por cierto, tuvo una cierta cantidad de suerte (ver: captura de Mercurio en la resonancia de la órbita de giro 3: 2 como resultado de su dinámica caótica ). Venus, no estamos tan seguros.

La fuerza de marea del sol es mucho menor para Venus que para Mercurio, pero mucho más que para la Tierra. Sin embargo, Venus tiene una densa y cálida atmósfera masiva , que puede ser forzada tanto a mareas gravitatorias bimodales (dos picos) como a mareas térmicas unimodales (un pico). El bulto se queda atrás del pico de fuerza de marea, lo que crea un par por el sol para reducir la velocidad. Esto es endiabladamente complejo (Ver: evolución a largo plazo del giro de Venus - I. Teoría )


PD En realidad, se cree que Phobos, y probablemente Deimos, se construyeron bastante recientemente (millones de años) a partir de escombros de una colisión de Marte con un gran asteroide. No hay forma de capturar un asteroide completo en órbitas tan cercanas.

Aabaakawad
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Es la "complejidad diabólica" lo que hace que un sitio como Astronomy Beta sea valioso.
Howard Miller
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¿Cómo está alejando el sol a Mercurio? ¿No estaría acercando a Mercurio debido a la gravedad? ¿O simplemente quiere decir que está forzando a Mercurio a una órbita más elíptica?
TylerH
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@TylerH es el mismo tipo de marea que está obligando a la luna a alejarse de la Tierra. ver astronomy.stackexchange.com/questions/420/…
Aabaakawad
@Aabaakawad Creo que su respuesta responde a mis preguntas lo mejor posible. Gracias.
Howard Miller
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Por extraño que parezca, parece haber una relación de rotación de masa que se mantiene para los planetas de nuestro sistema solar y para varios exoplanetas y enanas marrones, que abarca más de seis órdenes de magnitud en masa. Para más detalles, ver Scholz et al. (2018) "Una relación universal de giro-masa para enanas marrones y planetas" .

Mirando su figura 6, Marte parece encajar bastante bien con la tendencia general, con la Tierra girando un poco más lento de lo previsto (posiblemente debido a las mareas frenadas desde la Luna). Sin embargo, vale la pena ser cauteloso: por el momento no tenemos una muestra muy grande de planetas terrestres con rotaciones medidas que no hayan sufrido un frenado de marea significativo. Esperaría que los impactos gigantes aleatorizarían bastante las cosas y producirían una dispersión significativa en torno a cualquier tendencia que exista realmente.

antideslizante
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