Hvorfor er planeter næsten sfæriske?

Det er noget, vi tager for givet. Roser er røde, og planeter er sfæriske. Sådan er tingene bare, ret? Trods alt, at bygge model solsystemer ville være langt mere udfordrende, hvis, i stedet for at bruge små skumkugler, vi skulle lave en flok icosahedron-formede planetmodeller.

Men har du nogensinde undret dig over, hvorfor planeterne ser sådan ud? Hvorfor er de dybest set sfæriske og ikke sige, cylindrisk eller terningformet?

Vi bør starte denne diskussion ved at kalde en spade for en spade. Ingen af ​​planeterne i vores solsystem er perfekte kugler, heller ikke for den sags skyld vores sol. Alle disse kroppe kunne mere præcist beskrives som "oblate spheroids." Objekter med denne form bukker lidt rundt om midten. For at låne en analogi fra astronomen Phil Plait, de ligner en basketball, som nogen sidder på.

Sagt mere teknisk, i et himmellegeme med en oblat kugleform, polar omkreds vil være mindre end ækvatorial. Så her på Jorden, hvis du skulle rejse fra Nordpolen til Sydpolen og tilbage, du ville have gået i alt 24, 812 miles (39, 931 kilometer). På den anden side, en komplet tur rundt om ækvator ville være lidt længere. Det er fordi omkredsen af ​​Jordens ækvator er 24, 900 miles (40, 070 kilometer). Som sådan, når du står på havets overflade på ækvator, du er længere væk fra midten af ​​vores planet, end du ville være ved begge poler.

På nogle andre planeter, denne bule er endnu mere udtalt. Se bare på Jupiter. Jorden er kun 0,3 procent bredere ved ækvator, end den er fra pol til pol. Men Jupiters målinger viser en meget større forskel. Ja, astronomer har fundet ud af, at denne planet i plusstørrelse er hele 7 procent bredere ved sin ækvator, end den er mellem polerne.

Den udformede kugleform er resultatet af to hovedfaktorer:tyngdekraft og rotation. Troy Carpenter, direktør for Washington State's Goldendale Observatory, diskuterede for nylig sagen med os i en e -mailudveksling. "Alt, der har masse, oplever tyngdekraften, og tyngdekraften forsøger at knuse et objekt indad i alle retninger, "Tømrer forklarer.

Det er fordi alle objekter oplever selvgravitation, en kraft, der trækker deres atomer mod et fælles center. Når massen af ​​et objekt stiger, det gør også dets selvgravitationstræk. Efter at den overstiger en bestemt masse, trækket bliver overvældende til det punkt, hvor objektet falder sammen på sig selv og bliver sfærisk. Små ting - f.eks. sige, en banan eller en skruenøgle-kan modstå denne skæbne, fordi deres selvgravitation er relativt svag, tillader dem at bevare ikke-sfæriske former. Imidlertid, på planeter, soler og andre virkelig massive kroppe, kraften er så stærk, at de ikke kan undgå at blive forvrænget til sfæroider.

"Men tyngdekraften er ikke hele historien, "siger Carpenter. Mens tyngdekraften sammensværger for at gøre planeterne sfæriske, hastigheden af ​​deres rotationer forsøger samtidigt at flade dem. Jo hurtigere et himmellegeme snurrer, jo mere uforholdsmæssig dens ækvatoriale bule bliver. "Det er derfor, der ikke er nogen perfekte kugler i vores solsystem ... kun oblatkugler, "Tømrer fortæller os." Solen er næsten en perfekt sfære, på grund af dens enorme tyngdekraft og relativt langsomme rotationshastighed på 25 dage. En betydelig procentdel af stjernerne på himlen roterer meget hurtigere og bukker mærkbart ved deres ækvatorer. "

En sådan stjerne er Altair. Beliggende kun 16,8 lysår væk fra vores hjemplanet, det er blandt de lyseste objekter på nattehimlen. Altair er også kendt for at spinde meget, meget hurtigt og fuldender en fuld rotation på sin akse hver 10,4 jordtime. Derfor, astronomer vurderer, at Altair er mindst 14 procent bredere ved ækvator, end det er fra pol til pol. Rotationshastighed forklarer også Jupiters bule. Trods alt, en dag på denne gasgigant er raske 9,9 jordtimer lange.

Andre kræfter virker også på stjernerne og planeterne, ændre deres former. Selvom Jorden er en oblat kugleformet, det er bestemt ikke en perfekt. Solens og månens tyngdekraft påvirker begge planetens form til en vis grad. For den sags skyld, det samme gør Jordens egen pladetektonik. Følgelig, massen i vores hjemverden er ikke jævnt fordelt - faktisk det er ret klumpet.

Stadig, det ser meget mere rund ud end Jupiter (og Saturn). På tur, planeterne i vores univers fremstår langt mere sfæriske end nogle af deres måner gør. Mars, for eksempel, har to små satellitter, ingen af ​​dem har selvtyngdekraften til at trækkes ind i en oblat sfæroide. I stedet, deres udseende beskrives ofte som kartoffelformet.

Afslutningsvis, vi siger så meget for vores hjemmeplanet:Det er måske ikke fejlfrit, men stedet er i hvert fald temmelig velafrundet.

I DC -tegneseriernes Superman -franchise, den berygtede Bizarro -karakter stammer fra et himmellegeme kaldet Htrae. Også kendt som Bizarro World (go -figur), planeten er formet som en gigantisk terning. Ifølge fysikprofessor og fan af James Kakalios, et sted som Htrae skulle være meget lille i virkeligheden. "[Den] gennemsnitlige afstand fra midten af ​​Bizarro -planeten til et af dens ansigter kan ikke være mere end 483 kilometer, hvis det er for at undgå deformation til en kugle, "Kakalios skriver i sin bog" Superheroes fysik. "Til sammenligning kan staten Texas er over 770 miles (1, 239 kilometer) lang fra øst til vest. I den sarte størrelse, Htrae ville ikke have nok tyngdekraft til at opretholde sin egen atmosfære.