Das ist für uns eine Selbstverständlichkeit. Rosen sind rot und Planeten sind kugelförmig. So sind die Dinge doch, oder? Schließlich wäre der Bau von Modellsolarsystemen viel schwieriger, wenn wir anstelle kleiner Schaumkugeln ein paar ikosaederförmige Planetenmodelle herstellen müssten .
Aber haben Sie sich jemals gefragt, warum die Planeten so aussehen? Warum sind sie grundsätzlich kugelförmig und nicht zylindrisch oder würfelförmig?
Wir sollten diese Diskussion beginnen, indem wir einen Spaten einen Spaten nennen. Keiner der Planeten in unserem Sonnensystem ist eine perfekte Kugel, noch ist unsere Sonne . Alle diese Körper könnten genauer als "abgeflachte Sphäroide" beschrieben werden. Objekte mit dieser Form wölben sich leicht um die Mitte. Um eine Analogie vom Astronomen Phil Plait auszuleihen , sehen sie aus wie ein Basketball, auf dem jemand sitzt.
Technischer ausgedrückt ist in einem Himmelskörper mit einer abgeflachten Sphäroidform der polare Umfang kleiner als der äquatoriale. Wenn Sie also hier auf der Erde vom Nordpol zum Südpol und zurück reisen würden, wären Sie insgesamt 39.931 Kilometer gelaufen. Andererseits wäre eine vollständige Fahrt um den Äquator etwas länger. Das liegt daran, dass der Umfang des Erdäquators 40.070 Kilometer beträgt. Wenn Sie also am Äquator auf Meereshöhe stehen, sind Sie weiter vom Zentrum unseres Planeten entfernt als an beiden Polen.
Auf einigen anderen Planeten ist diese Ausbuchtung noch ausgeprägter. Schau dir nur Jupiter an . Die Erde ist am Äquator nur 0,3 Prozent breiter als von Pol zu Pol. Aber Jupiters Messungen zeigen eine viel größere Ungleichheit. In der Tat haben Astronomen festgestellt, dass dieser übergroße Planet an seinem Äquator volle 7 Prozent breiter ist als zwischen den Polen.
Die abgeflachte Kugelform ist das Ergebnis von zwei Hauptfaktoren: Schwerkraft und Rotation. Troy Carpenter, Direktor des Goldendale Observatory im US-Bundesstaat Washington, hat die Angelegenheit kürzlich in einem E-Mail-Austausch mit uns besprochen. "Alles, was Masse hat, erfährt Schwerkraft, und die Schwerkraft versucht, ein Objekt in alle Richtungen nach innen zu drücken", erklärt Carpenter.
Das liegt daran, dass alle Objekte die Selbstgravitation erfahren, eine Kraft, die ihre Atome in Richtung eines gemeinsamen Zentrums zieht. Wenn die Masse eines Objekts zunimmt, nimmt auch seine Selbstgravitationskraft zu. Nachdem es eine bestimmte Masse überschritten hat, wird der Zug so stark überwältigt, dass das Objekt auf sich selbst fällt und kugelförmig wird. Kleine Gegenstände - wie zum Beispiel eine Banane oder ein Schraubenschlüssel - können diesem Schicksal widerstehen, da ihre Selbstgravitation relativ schwach ist und sie es ihnen ermöglichen, nicht kugelförmige Formen beizubehalten. In Planeten, Sonnen und anderen wirklich massiven Körpern ist die Kraft jedoch so stark, dass sie nicht vermeiden können, in Sphäroide verzerrt zu werden.
"Aber die Schwerkraft ist nicht die ganze Geschichte", sagt Carpenter. Während sich die Schwerkraft verschwört, um die Planeten kugelförmig zu machen, versucht die Geschwindigkeit ihrer Rotation gleichzeitig, sie zu glätten. Je schneller sich ein Himmelskörper dreht, desto unverhältnismäßiger wird seine äquatoriale Ausbuchtung. "Deshalb gibt es in unserem Sonnensystem keine perfekten Kugeln ... nur abgeflachte Sphäroide", sagt Carpenter. "Die Sonne ist aufgrund ihrer immensen Schwerkraft und der relativ langsamen Rotationsrate von 25 Tagen fast eine perfekte Kugel. Ein erheblicher Prozentsatz der Sterne am Himmel dreht sich viel schneller und wölbt sich merklich an ihren Äquatoren."
Ein solcher Stern ist Altair. Es liegt nur 16,8 Lichtjahre von unserem Heimatplaneten entfernt und gehört zu den hellsten Objekten am Nachthimmel. Altair zeichnet sich auch dadurch aus, dass es sich sehr, sehr schnell dreht und alle 10,4 Erdstunden eine vollständige Drehung um seine Achse ausführt . Dementsprechend schätzen Astronomen, dass Altair am Äquator mindestens 14 Prozent breiter ist als von Pol zu Pol. Die Drehzahl erklärt auch Jupiters Ausbuchtung. Immerhin ist ein Tag auf diesem Gasriesen 9,9 Erdstunden lang.
Andere Kräfte wirken ebenfalls auf die Sterne und Planeten und verändern ihre Form. Obwohl die Erde ein abgeflachter Sphäroid ist, ist sie sicherlich kein perfekter . Die Anziehungskraft von Sonne und Mond beeinflusst die Form des Planeten in gewissem Maße. Dies gilt auch für die Plattentektonik der Erde. Folglich ist die Masse unserer Heimatwelt nicht gleichmäßig verteilt - tatsächlich ist sie ziemlich klumpig .
Trotzdem sieht es viel runder aus als Jupiter ( und Saturn ). Im Gegenzug erscheinen die Planeten in unserem Universum viel kugelförmiger als einige ihrer Monde. Der Mars hat zum Beispiel zwei kleine Satelliten, von denen keiner die Selbstgravitation besitzt, um in einen abgeflachten Sphäroid gezogen zu werden. Stattdessen wird ihr Aussehen oft als kartoffelförmig beschrieben .
Abschließend werden wir so viel für unseren Heimatplaneten sagen: Es mag nicht makellos sein, aber zumindest ist der Ort ziemlich abgerundet.
JETZT IST DAS INTERESSANT
In der Superman-Reihe der DC-Comics stammt die berüchtigte Bizarro-Figur aus einem Himmelskörper namens Htrae. Der Planet ist auch als Bizarro-Welt bekannt (siehe Abbildung) und hat die Form eines riesigen Würfels. Laut dem Physikprofessor und Comic-Fan James Kakalios müsste ein Ort wie Htrae im wirklichen Leben winzig klein sein. "Die durchschnittliche Entfernung vom Zentrum des Bizarro-Planeten zu einer seiner Flächen darf nicht länger als 483 Kilometer sein, um eine Verformung in eine Kugel zu vermeiden", schreibt Kakalios in seinem Buch " The Physics of Superhelden . " Im Vergleich dazu ist der Staat von Texas über 770 Meilen (1.239 Kilometer) lang von Ost nach West. Bei dieser mickrigen Größe hätte Htrae nicht genug Anziehungskraft, um seine eigene Atmosphäre aufrechtzuerhalten.
