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标题: 宇宙中的星球为何都是圆的?是什么力气导致的? [打印本页]

作者: 紫色光    时间: 2022-9-22 23:00
标题: 宇宙中的星球为何都是圆的?是什么力气导致的?
在宇宙,有无数各种各样的天体。希奇的是,不论是恒星照旧行星,再或者是一些卫星,都是球形的。很多人都问过我:为什么这些星球都是球形的呢?到底是什么力气导致的呢?

其实,星球呈球形的原理,和地球上的水流动的原理是一样的。为什么自然界的水都是从高往低流的?为什么你不会在自然界看到江河湖海出现高低错落的稳固形状呢?答案很简朴,那就是它们受到了地心引力的作用,就会往地势低的地方流动。
这里所说的"高"和"低",其实都是相对的概念。地球是球形的,哪里有绝对的高和低呢?所谓的低,其实就是更靠近地球质心的位置,也就是离地心更近的地方。
水是云云,固体也一样。别看岩石非常结实,但是在天体尺度上看,它们同样可以“流动”。比如山体滑坡、比如碎石坠落,其实都是固体的岩石以自己的方式“流动”。它们落在了地面上,和原本在山上相比,就更靠近地心了。

这是小规模的变化,还有大规模的变化,那就是地动。在地动发生时,会有更多山体发生破裂,更多的石头落下来。类似的还有火山等地质活动,都能产生类似的结果。一两次地质活动导致的变化和整个星球相比微不敷道,但时间足够长的话,就会让一个天体越来越靠近球形了。
有的时候,仅仅一次地质活动,就能产生比较明显的结果。比如2011年日本的大地动,以致让地球自转速率加快了1.8微秒!这就是由于地动导致地球更靠近球形,自转的力臂减小,角动量不变,所以角速率加快了。

这照旧像地球这样的固体星球,假如是木星、太阳这样的气体星球,由于“流动性”更大,外貌也就更加“光滑”了。
但对于它们来说,还有别的一个情况。尽管流动性大让它们更加光滑,但形状也更容易产生变化。虽然它们的局部像水一样不会产生固体这种有棱有角的高低结构,但其团体照旧大概出现变形的。
以木星为例,它是太阳系自转速率最快的行星,只需要9小时55分30秒就能完成一次自转。由于赤道最大,再加上气体行星比较蓬松,所以木星的形状非常扁。其赤道半径为71492公里,极半径为66900千米,前者是后者的1.069倍。

土星和木星一样,都是高速自转的气体行星。虽然自转速率比木星慢一些(10时33分38秒),但土星密度比木星更低,所以也更扁。它的赤道半径为60268公里,极半径为54364公里,前者是后者的1.109倍。
土星的形状夸张吗?还有比它更夸张的天体。

在隔断我们大约1800光年的位置上,有一颗名叫WASP-103b的系外行星。它也是一颗巨大的气体行星,以致比木星还大,质量是木星的1.5倍左右。
它还有一个特点,那就是隔断宿主恒星WASP-103非常近,不到日地隔断的2%(约300万公里)。因此,它的外貌温度也相当惊人,到达了2508K。我们知道,气体是会热胀冷缩的,所以它比木星还要更加蓬松。再加上宿主恒星巨大的引力,它硬生生被拉成了橄榄球的形状!

总而言之,宇宙天体的形状不但和它自身的属性有关,还要看它是否受到其他天体的影响。只不过大部门天体都隔断其他天体比较远,所以通常都是“自己说了算”的。
其实,即便是固体的,地球也会由于自转出现出椭球状。地球的赤道半径为6378.137公里,极半径为6356.752公里,虽然没有木星和土星那么夸张,但照旧非常靠近正球体的。
别看地球外貌有高山盆地,在咱们人类看来高低升沉,不过就算是最高的珠穆朗玛峰(8848.86米)照旧最深的马里亚纳海沟(11034米),跟12756公里的地球平均直径相比都不值一提。假如地球有苹果这么大,珠峰的高度也就和苹果皮差不多,约便是没有。即便云云,我们也不能说地球是正球体。

照这么看来,说宇宙天体也并非全都是球形的。
而且,只有质量比较大的天体,才有形成球形的底子。假如质量比较小,引力也就非常微弱,是不敷以形成球形的,我们不会看到路边的一块石头在引力的作用下变成球形。
所以说,“一块岩石”的质量能不能到达使其变成球形的水平,应该是有一个分界线的。这在天文学上有一个术语,叫“自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状”或者是“到达流体静力平衡形状”。

在太阳系内,这也成为了区分天体的标准。任何达不到这个标准的天体,都被统一称为小行星。到达这个标准的,则被称为矮行星或者行星。像冥王星,就是到达了这个标准,但没有到达下一个标准,所以被归类为矮行星。
太阳系内最小的矮行星叫谷神星,直径只有大约950公里,比它小的都是小行星。其着实刚被发现的时候,谷神星也不绝被归类为小行星,直到矮行星概念出现后,它才由于形状呈球体而晋级为矮行星的。

在太阳系中,也有比谷神星小的小行星也呈球体,比如智神星等。但是,由于小行星和矮行星之间没有明确的数据上的界限,所以这些小行星能否晋级的题目不绝悬而未决。
至于比它们更小的天体,形状就千奇百怪了,比如日本探测器采集样本的小行星龙宫

1993年被伽利略探测器近隔断拜访过的小行星Ida

更夸张的还有从其他恒星周围穿越茫茫宇宙抵达太阳系的星际天体奥陌陌

总之,宇宙中的天体并不是全都呈球形,以致可以说没有绝对的正球形天体。至于它们在外貌上能不能到达靠近球形的水平,就要看它的体型够不敷大了。




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