เหตุใดดาวเคราะห์จึงเกือบเป็นทรงกลม

แต่คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมดาวเคราะห์ถึงมีลักษณะเช่นนี้? ทำไมโดยพื้นฐานแล้วพวกมันจึงมีลักษณะเป็นทรงกลมไม่ใช่ทรงกระบอกหรือทรงลูกบาศก์?

เราควรเริ่มต้นการสนทนานี้โดยเรียกจอบเสียม ไม่มีของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรามีความสมบูรณ์แบบทรงกลมหรือสำหรับเรื่องที่เป็นของเราดวงอาทิตย์ร่างกายทั้งหมดเหล่านี้สามารถอธิบายได้อย่างถูกต้องมากขึ้นว่า "ทรงกลมเอียง" วัตถุที่มีรูปร่างนี้กระพุ้งเล็กน้อยตรงกลาง หากต้องการยืมคำเปรียบเทียบจากนักดาราศาสตร์ Phil Plait พวกเขาดูเหมือนบาสเก็ตบอลที่มีคนนั่งอยู่

ในทางเทคนิคให้มากขึ้นในวัตถุท้องฟ้าที่มีรูปร่างทรงกลมเอียงเส้นรอบวงเชิงขั้วจะมีขนาดเล็กกว่าเส้นศูนย์สูตร ดังนั้นที่นี่บนโลกหากคุณต้องเดินทางจากขั้วโลกเหนือไปยังขั้วโลกใต้และย้อนกลับคุณจะต้องเดินเป็นระยะทางทั้งหมด 24,812 ไมล์ (39,931 กิโลเมตร) ในทางกลับกันการเดินทางรอบเส้นศูนย์สูตรจะใช้เวลานานกว่าเล็กน้อย นั่นเป็นเพราะเส้นรอบวงของเส้นศูนย์สูตรของโลกคือ 24,900 ไมล์ (40,070 กิโลเมตร) ดังนั้นเมื่อคุณยืนอยู่ที่ระดับน้ำทะเลบนเส้นศูนย์สูตรคุณจะอยู่ห่างจากใจกลางโลกของเรามากกว่าที่คุณจะอยู่ที่ขั้วใดขั้วหนึ่ง

บนดาวเคราะห์ดวงอื่นบางดวงส่วนนูนนี้จะเด่นชัดกว่า ดูเพียงแค่ในดาวพฤหัสบดี โลกมีความกว้างเพียง 0.3 เปอร์เซ็นต์ที่เส้นศูนย์สูตรมากกว่าจากขั้วโลกถึงอีกขั้ว แต่การวัดของดาวพฤหัสบดีแสดงให้เห็นถึงความเหลื่อมล้ำที่ใหญ่กว่ามาก อันที่จริงนักดาราศาสตร์พบว่าดาวเคราะห์ขนาดบวกดวงนี้มีความกว้าง 7 เปอร์เซ็นต์เต็มที่เส้นศูนย์สูตรมากกว่าที่อยู่ระหว่างขั้ว

รูปร่างทรงกลมเอียงเป็นผลมาจากสองปัจจัยหลัก: แรงโน้มถ่วงและการหมุน Troy Carpenter ผู้อำนวยการหอดูดาวโกลเดนเดลของรัฐวอชิงตันเพิ่งพูดคุยเรื่องนี้กับเราในการแลกเปลี่ยนอีเมล "ทุกสิ่งที่มีมวลสัมผัสกับแรงโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วงพยายามที่จะบดขยี้วัตถุเข้าด้านในทุกทิศทาง" คาร์เพนเตอร์อธิบาย

นั่นเป็นเพราะวัตถุทั้งหมดสัมผัสกับแรงโน้มถ่วงในตัวเองซึ่งเป็นแรงที่ดึงอะตอมของพวกมันเข้าหาศูนย์กลางร่วมกัน เมื่อมวลของวัตถุเพิ่มขึ้นแรงดึงดูดในตัวเองก็เช่นกัน หลังจากที่มันมีมวลเกินจำนวนหนึ่งแรงดึงจะเอาชนะไปจนถึงจุดที่วัตถุยุบเข้าหาตัวเองและกลายเป็นทรงกลม สิ่งของเล็ก ๆ น้อย ๆ เช่นกล้วยหรือประแจเลื่อนสามารถต้านทานชะตากรรมนี้ได้เนื่องจากแรงโน้มถ่วงในตัวเองค่อนข้างอ่อนแอทำให้สามารถรักษารูปทรงที่ไม่ใช่ทรงกลมได้ อย่างไรก็ตามในดาวเคราะห์ดวงอาทิตย์และวัตถุอื่น ๆ ที่มีขนาดใหญ่อย่างแท้จริงพลังนั้นแข็งแกร่งมากจนไม่สามารถหลีกเลี่ยงการบิดเบี้ยวเป็นทรงกลมได้

“ แต่แรงโน้มถ่วงไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด” คาร์เพนเตอร์กล่าว ในขณะที่แรงโน้มถ่วงสมคบกันที่จะทำให้ดาวเคราะห์เป็นทรงกลม แต่ความเร็วของการหมุนของพวกมันก็พยายามทำให้ดาวเคราะห์แบนราบไปพร้อม ๆ กัน ยิ่งวัตถุท้องฟ้าหมุนเร็วเท่าไหร่ก็ยิ่งทำให้ส่วนนูนของเส้นศูนย์สูตรไม่สมส่วนมากขึ้นเท่านั้น "นี่คือสาเหตุที่ไม่มีทรงกลมที่สมบูรณ์แบบในระบบสุริยะของเรา ... มี แต่ทรงกลมทรงกลม" คาร์เพนเตอร์บอกเรา "ดวงอาทิตย์เกือบจะเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอันยิ่งใหญ่และอัตราการหมุนที่ค่อนข้างช้า 25 วันดาวฤกษ์จำนวนมากในท้องฟ้าหมุนเร็วขึ้นมากและกระพือปีกอย่างเห็นได้ชัดที่เส้นศูนย์สูตร"

หนึ่งในดาวดังกล่าวคือ Altair อยู่ห่างจากโลกบ้านเราเพียง 16.8 ปีแสงเป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืน Altair ยังเป็นเรื่องน่าทึ่งสำหรับการปั่นมากขึ้นอย่างรวดเร็วและเสร็จสิ้นการหมุนของมันเต็มรูปแบบในทุกแกน10.4 ชั่วโมงแผ่นดินด้วยเหตุนี้นักดาราศาสตร์จึงคาดว่า Altair มีความกว้างอย่างน้อย 14 เปอร์เซ็นต์ที่เส้นศูนย์สูตรมากกว่าจากขั้วโลกถึงอีกขั้ว ความเร็วในการหมุนยังอธิบายการกระพุ้งของดาวพฤหัสบดีท้ายที่สุดแล้วหนึ่งวันของยักษ์ก๊าซนี้มีความยาว9.9 ชั่วโมงโลกอย่างรวดเร็ว

กองกำลังอื่น ๆ กระทำต่อดวงดาวและดาวเคราะห์เช่นกันโดยเปลี่ยนแปลงรูปร่างของพวกมัน แม้ว่าโลกเป็นรูปไข่ spheroid ก็แน่นอนไม่ได้เป็นที่สมบูรณ์แบบหนึ่ง แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ทั้งสองมีอิทธิพลต่อรูปร่างของดาวเคราะห์ในระดับหนึ่ง สำหรับเรื่องนั้นการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกเองก็เช่นกัน ดังนั้นมวลของโลกที่บ้านของเราจะไม่กระจาย - ในความเป็นจริงมันค่อนข้างเป็นก้อน

ถึงกระนั้นก็ดูเป็นข้อตกลงที่ดีกว่าดาวพฤหัสบดี ( และดาวเสาร์ ) ในทางกลับกันดาวเคราะห์ในจักรวาลของเรามีลักษณะเป็นทรงกลมมากกว่าดวงจันทร์บางดวง ตัวอย่างเช่นดาวอังคารมีดาวเทียมขนาดเล็กสองดวงซึ่งทั้งสองดวงไม่มีแรงโน้มถ่วงในตัวเองที่จะดึงเข้าไปในทรงกลมเอียง แต่ลักษณะของพวกเขามักจะอธิบายว่ามันฝรั่งรูป

สรุปได้ว่าเราจะพูดสิ่งนี้มากสำหรับโลกในบ้านของเรา: มันอาจจะไม่สมบูรณ์แบบ แต่อย่างน้อยสถานที่ก็ค่อนข้างรอบรู้

ตอนนี้ที่น่าสนใจ

ในแฟรนไชส์ซูเปอร์แมนของการ์ตูนดีซีตัวละคร Bizarro ที่โด่งดังมาจากท้องฟ้าที่เรียกว่า Htrae หรือที่เรียกว่า Bizarro World (go figure) ดาวเคราะห์มีรูปร่างเหมือนลูกบาศก์ขนาดมหึมา ตามที่ศาสตราจารย์ฟิสิกส์และแฟนหนังสือการ์ตูน James Kakalios บอกว่าสถานที่อย่าง Htrae จะต้องมีขนาดเล็กในชีวิตจริง "[The] ระยะทางเฉลี่ยจากศูนย์กลางของดาวเคราะห์ Bizarro ไปยังใบหน้าดวงใดดวงหนึ่งต้องไม่เกิน 300 ไมล์ (483 กิโลเมตร) หากต้องการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูปเป็นทรงกลม" Kakalios เขียนในหนังสือของเขา " The Physics of ฮีโร่ ” เมื่อเปรียบเทียบแล้วรัฐเท็กซัสมีความยาวกว่า770 ไมล์ (1,239 กิโลเมตร) จากตะวันออกไปตะวันตก ด้วยขนาดที่อ่อนแอนั้น Htrae ไม่มีแรงดึงดูดเพียงพอที่จะรักษาบรรยากาศของตัวเอง