Root Nation訊息資訊科技資訊為什麼恆星、行星和衛星是圓的,而彗星和小行星卻不是?

為什麼恆星、行星和衛星是圓的,而彗星和小行星卻不是?

-

當我們觀察太陽係時,我們會看到各種大小的物體,從微小的塵埃顆粒到巨大的行星和太陽。 這些物體的一個共同特徵是大物體(或多或少)是圓形的,而小物體的形狀是不規則的。 但為什麼?

大型物體為什麼是圓形的問題的答案歸結為重力的影響。 物體的萬有引力總是指向其質心。 物體越大,它的質量就越大,它的引力就越大。

對於固體物體,這種力與物體本身的力相反。 例如,由於地球重力而感受到的向下力不會將您拉向地球中心。 這是因為地面把你推了回來——這種力量太大了,不能讓你跌倒。

星星月亮和行星

然而,地球的力量有其局限性。 想像一座巨大的山峰,例如珠穆朗瑪峰,隨著地球板塊相互碰撞,它變得越來越大。 隨著珠穆朗瑪峰越來越高,她的體重增加到她開始下垂的程度。 額外的重量會將這座山推入地幔,從而限制它的高度。

如果地球完全由海洋組成,珠穆朗瑪峰只會下沉到地球的中心(取代它通過的所有水)。 任何水量極其豐富的地區都會在地球重力的影響下下沉。 水資源極其稀缺的地區會被從其他地方擠出的水填滿,使想像中的地球海洋成為一個完美的球形。

但問題是,重力實際上非常弱。 一個物體必須非常大,才能施加足夠強的引力來克服其材料的強度。 因此,小的固體物體(直徑米或公里)的引力太弱而無法獲得球形。

當一個物體變得足夠大以至於重力獲勝——克服了它所構成的材料的力——它會傾向於將物體的所有材料拉成球形。 太高的部分物體會被拉下,移動它們下面的材料,導致太低的部分被推出。

太陽系

當達到球形時,我們說物體處於“流體靜力平衡”。 但是物體必須有多強大才能達到流體靜力平衡? 這取決於它是由什麼製成的。 僅由液態水組成的物體可以輕鬆應對這項任務,因為它實際上沒有力——水分子很容易移動。

同時,由純鐵製成的物體必須更大,其重力才能克服鐵的內力。 在太陽系中,結冰物體變成球形所需的閾值直徑至少為 400 公里,而對於主要由更堅固的物質組成的物體,這個閾值甚至更大。 土星的衛星土衛一呈球形,直徑為 396 公里。 目前,它是我們已知的能夠滿足這些標準的最小物體。

但是,如果您記住所有物體都有在空間中旋轉或移動的趨勢,那麼一切都會變得更加複雜。 如果一個物體在旋轉,其赤道(兩極之間的中間點)的位置比兩極附近的位置受到的引力稍小。

結果,在流體靜力平衡中預期的完美球形將轉變為所謂的“扁平橢球體”——當赤道處的物體比兩極處的物體更寬時,尤其是對我們的地球而言,這是正確的。 物體在空間中旋轉得越快,這種效果就越顯著。 土星密度小於水,每十個半小時繞其軸旋轉一次(與地球較慢的 24 小時周期相比)。 因此,它的球形度遠不如地球。 土星的赤道直徑剛剛超過 120 公里,其極地直徑剛剛超過 500 公里。 這相差近108萬公里!

美國宇航局小行星法厄同

有些明星更極端。 明亮的恆星 Altair 就是這樣一個奇怪的東西。 它每 9 小時左右旋轉一次。 它是如此之快,以至於它的赤道直徑比兩極之間的距離大25%!

簡而言之,大型天文物體呈球形(或接近球形)的原因是因為它們的質量足夠大,以至於它們的引力可以克服構成它們的材料的強度。

另請閱讀:

來源空間
註冊
通知有關
客人

0 留言
嵌入式評論
查看所有評論