Когато погледнем Слънчевата система, виждаме обекти с всякакви размери, от малки прашинки до гигантски планети и Слънцето. Обща характеристика на тези обекти е, че големите обекти са (повече или по-малко) кръгли, а малките обекти са с неправилна форма. Но защо?
Отговорът на въпроса защо големите обекти са кръгли се свежда до влиянието на гравитацията. Гравитационното привличане на обект винаги е насочено към центъра на неговата маса. Колкото по-голям е обектът, толкова по-масивен е той и толкова по-голяма е гравитационната му сила.
За твърдите обекти тази сила се противопоставя на силата на самия обект. Например силата надолу, която усещате поради земната гравитация, не ви дърпа към центъра на Земята. Това е така, защото земята ви тласка обратно нагоре - сила, която е твърде голяма, за да ви позволи да паднете през нея.
Силата на Земята обаче има своите граници. Представете си огромна планина, като връх Еверест, която става все по-голяма и по-голяма, когато плочите на планетата се сблъскват една с друга. Докато Еверест става все по-висок и по-висок, теглото й се увеличава до такава степен, че тя започва да увисва. Допълнителното тегло ще избута планината надолу в мантията на Земята, ограничавайки нейната височина.
Ако Земята се състоеше изцяло от океан, Еверест просто щеше да потъне до самия център на Земята (измествайки цялата вода, през която преминава). Всички области, където водата е била изключително изобилна, биха потънали надолу под въздействието на земната гравитация. Области, в които водата е изключително оскъдна, ще се напълнят с вода, изцедена от другаде, превръщайки въображаемия Земен океан в съвършено сферичен.
Но работата е там, че гравитацията всъщност е изненадващо слаба. Един обект трябва да е много голям, преди да може да упражни достатъчно силно гравитационно привличане, за да преодолее силата на материала, от който е направен. Следователно малките твърди обекти (метри или километри в диаметър) имат твърде слабо гравитационно привличане, за да придобият сферична форма.
Когато даден обект стане достатъчно голям, че гравитацията да победи – да преодолее силата на материала, от който е направен – той ще се стреми да издърпа целия материал на обекта в сферична форма. Части от обекта, които са твърде високи, ще бъдат изтеглени надолу, измествайки материала под тях, причинявайки частите, които са твърде ниски, да бъдат изтласкани.
Когато се постигне сферична форма, казваме, че обектът е в „хидростатично равновесие“. Но колко мощен трябва да бъде обектът, за да постигне хидростатично равновесие? Зависи от какво е направен. Обект, състоящ се само от течна вода, може лесно да се справи с тази задача, тъй като всъщност няма сила - водните молекули се движат лесно.
Междувременно предмет, направен от чисто желязо, би трябвало да бъде много по-масивен, за да може гравитацията му да преодолее вътрешната сила на желязото. В Слънчевата система праговият диаметър, необходим за леден обект да стане сферичен, е най-малко 400 km, а за обекти, състоящи се главно от по-здрав материал, този праг е дори по-висок. Спътникът на Сатурн Мимас има сферична форма и диаметър 396 км. В момента това е най-малкият познат ни обект, който отговаря на тези критерии.
Но всичко става по-сложно, ако си спомните, че всички обекти имат тенденция да се въртят или да се движат в пространството. Ако даден обект се върти, местата на неговия екватор (точката по средата между двата полюса) изпитват малко по-малко гравитационно привличане от местата близо до полюсите.
В резултат на това перфектно сферичната форма, която би се очаквала при хидростатично равновесие, се измества към това, което е известно като "сплескан сфероид" - когато даден обект е по-широк на екватора, отколкото на полюсите, по-специално това важи за нашата Земя. Колкото по-бързо се върти обектът в пространството, толкова по-драматичен е този ефект. Сатурн, който е с по-малка плътност от водата, се върти около оста си на всеки десет часа и половина (в сравнение с по-бавния 24-часов цикъл на Земята). В резултат на това тя е много по-малко сферична от Земята. Екваториалният диаметър на Сатурн е малко над 120 500 км, а полярният диаметър е малко над 108 600 км. Това е разлика от почти 12 хиляди км!
Някои звезди са още по-екстремни. Ярката звезда Алтаир е една такава странност. Завърта се веднъж на около 9 часа. Той е толкова бърз, че екваториалният му диаметър е с 25% по-голям от разстоянието между полюсите!
Просто казано, причината големите астрономически обекти да са сферични (или почти сферични) е, че са достатъчно масивни, за да може гравитационното им привличане да преодолее силата на материала, от който са направени.
Прочетете също:
- Открит е нов тип свръхнова: тя е комбинация от умираща звезда и нейния спътник
- Нито звезда, нито планета: учени откриха странно кафяво джудже в Млечния път