球形或是不规则形? 万有引力, 揭开天体体式之谜

发布日期:2022-08-24 02:26    点击次数:191

球形或是不规则形? 万有引力, 揭开天体体式之谜

我一直意思:为什么恒星、行星和卫星都是球形,而彗星和小行星不是?

行星、彗星呈圆形

(图源:一家买卖影相,影视素材和音乐素材供应商)

本文滥觞发表于《对话》。该杂志向Space网站的“众人之声:特写与知悉”专栏提供了本文。

琼蒂·霍纳,南昆士兰大学天体物理学教化

“我不解白为什么恒星、行星和卫星都是球形,而其他大小的天体,比如彗星和陨石,体式是不规则的?”

——莱昂纳尔·杨,74岁,塔斯马尼亚州,朗塞斯顿市

莱昂奈尔,这是个很好的问题,亦然很出色的查察!

当咱们远望太阳系时,咱们不错看到不同体式的物体——从轻浅的灰尘微粒到弘大的行星和太阳。这些物体的共同点是大物体是球形而小物体是不规则状。但这是为什么呢?

按比例给出的太阳系的各式小天体。大物体是球形,但小物体是除球形除外的落拓体式!

引力:让大物体变成球形的枢纽......

引力使大的物体变成球形。一个物体的万有引力老是指向它质料的中心。物体越大,它的质料就越大,万有引力就越大。

关于固体来说,这个力被固体自己的强度所顽抗。比如说,你受到的地心引力不会把你拉至地球中心,这是因为大地给了你一个进取的副作用劲,这个力十分强盛,使你不会沉入地底。

相干词地球的强度是有限度的。想想一座大山,比如珠穆朗玛峰,会因地球板块的挤压变得越来越高,分量也越来越大,直到它驱动下陷。特殊的分量会将山体拉向地幔,法律闪现它能到达的高度。

若是地球圆善由海洋组成,珠穆朗玛峰会全部沉至地球中心(排出它进程的通盘水)。任何水位荒谬高的场地都会被地心引力拉着下沉,水位荒谬低的场地会被从其他场地来的水给填满,地球会变成齐全的球体。

但事实是,引力不行思议地细微。一个物体必须绝顶大智商施加饱和强的引力去顽抗材料自己的强度。较小的固体 (直径几米或几千米)的引力太细微了,综合新闻无法把这些固体变成球形。

这便是为什么你不必哀悼在我方的引力下崩塌成球形——你的形体太强盛了,它产生的微序文力无法做到这少量。

达到流体静力学均衡

当一个物体大到其引力或者克服其制造材料的强度时,该引力倾向于将物体拉成球形。这个物体上过高的部分会被拉下来,替代低处的材料并使其无法向外推广。

当球形酿成了,咱们称这个物体达到了“流体静力学均衡”。然则一个物体要多大智商达到流体静力学均衡呢?这取决于它由什么组成。一个仅由液态水组成的物体就很容易达到,因为它基本上莫得强度——水分子的出动十分恣意。

与此同期,一个由纯铁组成的物体需要有很大的体积使其引力克服铁自己的强度。在太阳系中,要成为球体,一个由冰组成的物体最小直径为400千米——关于由强度更大的材料组成的物体,这个值更大。

土星的卫星土卫一看起来像一颗死星,它是个直径396千米的球体,是现时已知的比较合乎已往秩序的最小物体。

就像在从卡西尼飞船中拍摄的,土卫一的大小刚好够它的引力将它拉成一个球形。弘大的赫歇尔陨石坑让土卫一看起来像一个死星,这是在一次差点使土卫一清除的撞击中留住的。(图源: 美国宇航局/喷气鼓动实践室-加州理工学院/空间科学商讨所)

握住地指示

当推敲到天外中的通盘物体都在自旋或翻转,事情就变得愈加复杂了。若是一个物体在自旋,比拟于绝顶隔邻的地点,它的赤道地区受到的引力会相对减小。

这一表象的效果便是,本应在流体静力学均衡后达到的齐全球形会变成扁球形,物体的赤道直径会比南北极间直径更宽。对咱们自旋中的地球来说便是这么,它的赤道直径12756千米,南北极间直径为12712千米。

在天外中,一个物体自旋得越快,这个表象就越显豁。密度比水更小的土星,每十点五个小时就会沿着其轴线自旋一周。因此,它的球形莫得地球的显豁。

土星的赤道直径刚好在120500千米之上,相干词它的南北极间直径刚刚超越108600千米。两者险些收支12000千米!

卡西尼飞船在2017年9月拍摄的木星过火卫星的宽视线图片如实展示出这个星球有多瘪!(图源:美国宇航局/喷气鼓动实践室-加州理工学院/空间科学商讨所)

一些行星愈加绝顶。出当今澳大利亚冬季朔方天际中的亮星牛郎星便是这么一个怪胎。它每九小时自旋一周,这个速率太快以致于它的赤道直径比南北极间直径长了25%!

简要恢复

越深化商讨一个问题,学到的学问越多。简要恢复这个问题,大的天体呈球形(或一样球形)的原因是它们饱和大,以致于它们的万有引力不错克服材料自己的强度。

BY: Jonti Horner

FY:Theodore0332



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