Dlaczego planety we wszechświecie są okrągłe, a nie kwadratowe?

Obserwacja nocnego nieba ujawnia, że ​​gwiazdy, zwłaszcza planety, mają wspólną cechę: okrągły kształt. Naturalnie, to zjednoczenie rodzi pytanie, dlaczego Planety Czy jest okrągły czy ma inny kształt? Wyjaśnienie opiera się na podstawowych zasadach fizycznych i astronomicznych, w tym grawitacji i sile odśrodkowej.

Wpływ grawitacji na kształt planet

Grawitacja odgrywa główną rolę w uzyskaniu kulistego kształtu planety. Gdy ciało niebieskie osiągnie rozmiar krytyczny, jego grawitacja zaczyna przyciągać wszystkie jego elementy w kierunku środka masy z jednakową siłą. Zjawisko to powoduje, że ciało zostaje uformowane w kształt minimalizujący jego potencjał grawitacyjny, w wyniku czego powstaje kulisty kształt. Powodem, dla którego preferowana jest ta forma, jest sposób działania grawitacji: przyciąga ona każdą cząstkę do środka, tworząc w ten sposób symetryczny rozkład całej materii. Na przykład, GruntChociaż się obraca, zachowuje ogólnie okrągły kształt, ponieważ siła skierowana w stronę jego środka masy jest skierowana na zewnątrz w wyniku obrotu.

Porównanie małych i dużych mas niebieskich

Co ciekawe, zasada ta nie jest uniwersalna dla wszystkich obiektów w przestrzeni. Asteroidy lub komety, które często mają nieregularny kształt, nie wywierają wystarczającej siły grawitacyjnej, aby uformować kulę. To podkreśla, że ​​grawitacja potrzebna do nadania kształtu kulistego staje się znacząca dopiero wtedy, gdy masa obiektu osiąga pewien próg, jak ma to miejsce w przypadku większych planet, takich jak Jowisz czy Saturn. Te gazowe olbrzymy, które mają szczególnie dużą masę, mają kształt bardzo zbliżony do doskonałej kuli.

Siła odśrodkowa i spłaszczenie elektrody

Rozumiejąc, że grawitacja ma tendencję do kształtowania planet w kule, konieczne jest również zbadanie jej wpływu Siła odśrodkowa. Ponieważ planeta obraca się wokół własnej osi, siła ta działa prostopadle do osi obrotu i ma tendencję do popychania materii w kierunku równika. Zjawisko to powoduje spłaszczenie na biegunach i generuje coś, co nazywamy „elipsoidą obrotową”. Weźmy na przykład Ziemię: chociaż jest ogólnie okrągła, jest lekko spłaszczona na biegunach i wybrzuszona na równiku. Efekt ten jest najbardziej widoczny na planetach, które obracają się bardzo szybko, takich jak Jowisz.

Różnice w zależności od prędkości obrotowej

Efekt Prędkość obrotowa Planet-Shaped zaprasza do porównywania różnych planet Układu Słonecznego. Im większy obrót planety, tym większa siła odśrodkowa, zwiększając w ten sposób obserwowane spłaszczenie. Na przykład Saturn, który ma najkrótszy dzień w Układzie Słonecznym wynoszący około 10,7 ziemskiej godziny, wykazuje zauważalne spłaszczenie, które można zobaczyć nawet za pomocą amatorskich teleskopów. Ten wyraźny kontrast z wolniejszymi obiektami, takimi jak Wenus, wyraźnie pokazuje, jak dynamika rotacyjna wpływa na geometrię planet.

Proces powstawania i rotacji planet

Skład planet to kolejny ważny obszar wpływający na ich kształt. Na początku Układu Słonecznego dysk gazu i pyłu otaczał młode słońce. Dzięki grawitacji materiały na tym dysku zaczęły się gromadzić, stopniowo tworząc coraz większe obiekty. W miarę jak te protoplanety rosły, ich grawitacja wzrastała, przyciągając coraz bardziej kulisty materiał, aby zmniejszyć energię potencjalną grawitacji.

• Początkowe powstawanie nieregularnych agregatów
• Rozwój i wzrost atrakcyjności
• Kulistość wzrasta wraz ze wzrostem masy

W ciągu milionów lat proces ten doprowadził do powstania w pełni uformowanych, głównie kulistych planet.

Rola zderzeń we wczesnym formowaniu się

We wczesnej historii Układu Słonecznego zderzenia były częste i odgrywały ważną rolę w powstawaniu planet. Każde uderzenie mogło spowodować zmianę kształtu protoplanety, ale powodowało również bardziej równomierny rozkład masy na dużą skalę. W wyniku wielu efektów odpowiedni jest bardziej kulisty kształt, ponieważ równoważy to rozkład masy wokół środka ciężkości ciała. Zatem burzliwy charakter tego pierwotnego środowiska przyczynił się, jak na ironię, do regularności formowania się planet.

Dynamika wewnętrzna i ogólna redystrybucja

Wreszcie procesy wewnętrzne, takie jak konwekcja czy magnetyzm, mogą pośrednio wpływać na kształt planety. Na przykład konwekcja w płaszczu Ziemi pomaga w redystrybucji ciepła i materii, co pomaga w utrzymaniu kulistego kształtu Ziemi. Ziemskie pole magnetyczne generowane przez ruch ciekłego rdzenia może również odgrywać rolę w wpływaniu na rozmieszczenie materiałów przewodzących na powierzchni. Pokazuje to, że stabilność strukturalna planety wynika nie tylko z sił zewnętrznych, ale także z ewoluującej dynamiki wewnętrznej.