Онлайн
Все известные нам планеты и звезды имеют круглую форму, в то время как многие небесные тела, о которых мы периодически слышим и читаем в новостях, далеко не всегда могут похвастать такой формой. Почему же так происходит?
Вы когда-нибудь задумывались, почему большинство известных нам небесных объектов имеют сферическую форму? Почему космосом правят круги, а не квадраты? Именно этот вопрос пришел в голову 74-летнему любителю космоса Лайонелу Янгу. Джонти Хорнер, профессор астрофизики из Университета Южного Квинсленда, ответил на него в своей колонке для The Conversation.
Есть два варианта ответа: короткий и длинный. Начнем с длинного, чтобы разложить все по полочкам.
Гравитационное притяжение в той или иной степени существует у всех объектов, обладающих массой — а тем более у огромных каменюк, летающих в космосе. Оно всегда будет направлено к центру объекта, и противостоять ему может только сила самого объекта. Именно поэтому все небесные тела, где гравитационное притяжение превышает его силу, принимают круглую форму — фактически, весь объект «стягивается» к центру и принимает вид мяча.
Однако штука в том, что на самом деле гравитация очень слабая. Объект должен быть действительно большим, чтобы ему хватило гравитационного притяжения, которое преодолело бы прочность материала, из которого он сделан. Поэтому мелким твердым объектам часто не хватает силы гравитации, чтобы сформировать сферическую форму.
«Кстати, поэтому вам не нужно беспокоиться о коллапсе в сферическую форму под действием собственного гравитационного притяжения — ваше тело слишком сильно для того крошечного гравитационного притяжения, которое оно оказывает», — отмечает ученый.
Когда объект достигает сферической формы, мы называем это достижением гидростатического равновесия. Однако разным небесным телам нужна разная гравитация и размер, чтобы ее достичь — все зависит от материала, из которого оно сделано.
Например, если объект состоит исключительно из жидкой воды, то в «округлении» не было бы ничего сложного. С другой стороны, если тело состоит из чистого железа, то ему потребуется намного большая масса — и, соответственно, объем, чтобы его сила тяжести преодолела внутреннюю силу железа. В Солнечной системе пороговый диаметр, необходимый для того, чтобы ледяной объект стал сферическим, составляет около 400 километров, а для объектов, сделанных в основном из более прочного материала, порог еще больше.
Самым маленьким известным нам сферическим объектом является спутник Сатурна под названием Мимас. Его диаметр — 396 километров. Будь он хоть немного меньше, и от круглой формы не осталось бы и следа. Считается, что материал, из которого он состоит — лед с небольшой примесью камней. Возможно, внутри него на глубине 24−31 км существует также подледный океан.
Спутник Сатурна Мимас
Однако космос — это не висящие на дереве елочные игрушки. Все объекты в нем вращаются, летают, крутятся — в общем, не стоят на месте. Из-за этого гравитационное притяжение на экваторе ощущается немного меньше, чем на полюсах. Поэтому на самом деле практически все небесные тела не имеют круглой формы — это скорее «сплюснутый сфероид», в котором расстояние на экваторе больше, чем расстояние между полюсами. И чем быстрее вращается объект, тем существеннее эта разница.
Например, экваториальный диаметр Земли составляет 12 756 км, а диаметр от полюса до полюса — 12712 км. Намного больше этот эффект можно заметить на примере Сатурна — он и вращается быстрее, и менее плотен. Из-за этого экваториальный диаметр Сатурна составляет чуть более 120 500 км, а полярный — чуть более 108 600 км. Получается разница практически в 12 тыс. км — практически одна Земля!
Короткий ответ достаточно прост — если небесное тело достаточно массивно, чтобы их гравитационное притяжение могло преодолеть прочность материала, из которого оно создано, то оно будет принимать сферическую форму.
