Când ne uităm la Sistemul Solar, vedem obiecte de toate dimensiunile, de la mici granule de praf până la planete gigantice și Soare. O caracteristică comună a acestor obiecte este că obiectele mari sunt (mai mult sau mai puțin) rotunde, iar obiectele mici au formă neregulată. Dar de ce?
Răspunsul la întrebarea de ce obiectele mari sunt rotunde se rezumă la influența gravitației. Atracția gravitațională a unui obiect este întotdeauna îndreptată spre centrul masei sale. Cu cât obiectul este mai mare, cu atât este mai masiv și cu atât este mai mare atracția gravitațională.
Pentru obiectele solide, această forță se opune forței obiectului însuși. De exemplu, forța descendentă pe care o simți din cauza gravitației Pământului nu te trage spre centrul Pământului. Acest lucru se datorează faptului că pământul te împinge înapoi în sus - o forță prea mare pentru a-ți permite să cazi prin el.
Cu toate acestea, puterea Pământului are limitele ei. Imaginați-vă un munte imens, cum ar fi Muntele Everest, care devine din ce în ce mai mare pe măsură ce plăcile planetei se ciocnesc unele cu altele. Pe măsură ce Everestul devine din ce în ce mai sus, greutatea ei crește într-o asemenea măsură încât începe să se lase. Greutatea suplimentară va împinge muntele în jos în mantaua Pământului, limitându-i înălțimea.
Dacă Pământul ar fi format în întregime din ocean, Everestul s-ar scufunda pur și simplu până în centrul Pământului (deplasând toată apa prin care trece). Orice zonă în care apa era extrem de abundentă s-ar scufunda în jos sub influența gravitației Pământului. Zonele în care apa era extrem de rară s-ar umple cu apă storsă din altă parte, făcând din imaginarul Pământ-ocean unul perfect sferic.
Dar treaba este că gravitația este de fapt surprinzător de slabă. Un obiect trebuie să fie foarte mare înainte de a putea exercita o atracție gravitațională suficient de puternică pentru a depăși rezistența materialului din care este făcut. Prin urmare, obiectele solide mici (de metri sau kilometri în diametru) au o atracție gravitațională prea slabă pentru a dobândi o formă sferică.
Când un obiect devine suficient de mare încât gravitația să câștige – învinge forța materialului din care este făcut – va tinde să tragă tot materialul obiectului într-o formă sferică. Părțile obiectului care sunt prea înalte vor fi trase în jos, deplasând materialul de sub ele, provocând ca părțile prea joase să fie împinse în afară.
Când se obține forma sferică, spunem că obiectul este în „echilibru hidrostatic”. Dar cât de puternic trebuie să fie obiectul pentru a atinge echilibrul hidrostatic? Depinde din ce este făcută. Un obiect format numai din apă lichidă poate face față cu ușurință acestei sarcini, deoarece nu are, de fapt, nicio forță - moleculele de apă sunt ușor de mutat.
Între timp, un obiect din fier pur ar trebui să fie mult mai masiv pentru ca gravitația sa să depășească forța internă a fierului. În Sistemul Solar, diametrul prag necesar pentru ca un obiect înghețat să devină sferic este de cel puțin 400 km, iar pentru obiectele formate în principal din material mai puternic, acest prag este și mai mare. Luna lui Saturn Mimas are o formă sferică și un diametru de 396 km. În prezent, este cel mai mic obiect cunoscut de noi care poate îndeplini aceste criterii.
Dar totul devine mai complicat dacă îți amintești că toate obiectele au tendința de a se roti sau de a se mișca în spațiu. Dacă un obiect se rotește, locațiile de la ecuatorul său (punctul la jumătatea distanței dintre cei doi poli) experimentează o atracție gravitațională puțin mai mică decât locațiile din apropierea polilor.
Drept urmare, forma perfect sferică care ar fi de așteptat în echilibrul hidrostatic se schimbă în ceea ce este cunoscut sub numele de „sferoid aplatizat” - atunci când un obiect este mai lat la ecuator decât la poli, în special, acest lucru este valabil pentru Pământul nostru. Cu cât obiectul se rotește mai repede în spațiu, cu atât este mai dramatic acest efect. Saturn, care este mai puțin dens decât apa, se rotește pe axa sa la fiecare zece ore și jumătate (comparativ cu ciclul mai lent de 24 de ore al Pământului). Ca rezultat, este mult mai puțin sferic decât Pământul. Diametrul ecuatorial al lui Saturn este de puțin peste 120 km, iar diametrul său polar este de puțin peste 500 km. Aceasta este o diferență de aproape 108 mii de km!
Unele stele sunt chiar mai extreme. Steaua strălucitoare Altair este o astfel de ciudățenie. Se rotește o dată la 9 ore sau cam asa ceva. Este atât de rapid încât diametrul său ecuatorial este cu 25% mai mare decât distanța dintre poli!
Mai simplu spus, motivul pentru care obiectele astronomice mari sunt sferice (sau aproape sferice) este că sunt suficient de masive încât atracția lor gravitațională poate depăși rezistența materialului din care sunt făcute.
Citeste si:
- A fost descoperit un nou tip de supernova: este o combinație între o stea pe moarte și însoțitorul ei
- Nici o stea, nici o planetă: oamenii de știință au descoperit o ciudată pitică maro în Calea Lactee