Астрофізик пояснив, чому зірки і планети круглі, а астероїди і комети — ні. І взагалі, чи так це насправді?

28 липня 2021, 07:03

Всі відомі нам планети і зірки мають круглу форму, тоді як багато небесних тіл, про які ми періодично чуємо і читаємо в новинах, далеко не завжди можуть похвалитися такою формою. Чому ж так відбувається?

Ви коли-небудь замислювалися, чому більшість відомих нам небесних об'єктів мають сферичну форму? Чому космосом правлять кола, а не квадрати? Саме це запитання спало на думку 74-річному любителю космосу Лайонелу Янгу. Джонт Хорнер, професор астрофізики з Університету Південного Квінсленда, відповів на нього у своїй колонці для The Conversation.

Відео дня

Є два варіанти відповіді: короткий і довгий. Почнемо з довгого, щоб розкласти все по поличках.

Гравітаційне тяжіння тією чи іншою мірою існує в усіх об'єктів, що мають масу — а тим більше у величезних каменюк, що літають у космосі. Воно завжди буде направлене до центру об'єкта, і протистояти йому може тільки сила самого об'єкта. Саме тому всі небесні тіла, де гравітаційне тяжіння перевищує його силу, набувають круглої форми — фактично, весь об'єкт «стягується» до центру і набуває вигляду м’яча.

Однак штука в тому, що насправді гравітація дуже слабка. Об'єкт має бути дійсно великим, щоб йому вистачило гравітаційного тяжіння, яке подолало б міцність матеріалу, з якого він зроблений. Тому дрібним твердим об'єктам часто не вистачає сили гравітації, щоб сформувати сферичну форму.

«До речі, тому вам не потрібно турбуватися про колапс у сферичну форму під дією власного гравітаційного тяжіння — ваше тіло занадто сильне для того крихітного гравітаційного тяжіння, яке воно чинить», — зазначає вчений.

Коли об'єкт досягає сферичної форми, ми називаємо це досягненням гідростатичної рівноваги. Однак різним небесним тілам потрібна різна гравітація і розмір, щоб її досягти — все залежить від матеріалу, з якого воно зроблене.

Наприклад, якщо об'єкт складається виключно з рідкої води, то в «округленні» не було б нічого складного. З іншого боку, якщо тіло складається з чистого заліза, то йому знадобиться набагато більша маса — і, відповідно, об'єм, щоб його сила тяжіння подолала внутрішню силу заліза. У Сонячній системі пороговий діаметр, необхідний для того, щоб крижаний об'єкт став сферичним, становить близько 400 кілометрів, а для об'єктів, зроблених переважно з міцнішого матеріалу, поріг ще більший.

Найменшим відомим нам сферичним об'єктом є супутник Сатурна під назвою Мімас. Його діаметр — 396 кілометрів. Якби він був хоч трохи меншим, від круглої форми не залишилося б і сліду. Вважається, що матеріал, з якого він складається — лід з невеликою домішкою каменів. Можливо, всередині нього на глибині 24−31 км існує також підлідний океан.

Супутник Сатурна Мімас (Фото: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Супутник Сатурна Мімас / Фото: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Однак космос — це не розвішані на дереві ялинкові іграшки. Всі об'єкти в ньому обертаються, літають, крутяться — загалом, не стоять на місці. Через це гравітаційне тяжіння на екваторі відчувається трохи менше, ніж на полюсах. Тому насправді практично всі небесні тіла не мають круглої форми — це швидше «сплюснутий сфероїд», у якому відстань на екваторі більша, ніж відстань між полюсами. І чим швидше обертається об'єкт, тим істотніша ця різниця.

Наприклад, екваторіальний діаметр Землі становить 12 756 км, а діаметр від полюса до полюса — 12 712 км. Набагато більше цей ефект можна помітити на прикладі Сатурна — він і обертається швидше, і менш щільний. Через це екваторіальний діаметр Сатурна становить трохи більш як 120 500 км, а полярний — трохи більш як 108 600 км. Виходить різниця практично в 12 тис. км — практично одна Земля!

Коротка відповідь досить проста — якщо небесне тіло досить потужне, щоб його гравітаційне тяжіння могло подолати міцність матеріалу, з якого воно створене, то воно набуватиме сферичної форми.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X