Ko pogledamo Osončje, vidimo predmete vseh velikosti, od drobnih zrn prahu do velikanskih planetov in Sonca. Skupna značilnost teh predmetov je, da so veliki predmeti (bolj ali manj) okrogli, majhni pa nepravilnih oblik. Ampak zakaj?
Odgovor na vprašanje, zakaj so veliki predmeti okrogli, je posledica vpliva gravitacije. Gravitacijska privlačnost predmeta je vedno usmerjena proti središču njegove mase. Večji kot je predmet, bolj masiven je in večja je njegova gravitacijska sila.
Pri trdnih predmetih ta sila nasprotuje sili samega predmeta. Na primer, sila navzdol, ki jo čutite zaradi Zemljine gravitacije, vas ne vleče proti središču Zemlje. To je zato, ker vas tla potiskajo nazaj navzgor – sila je prevelika, da bi lahko padli skozenj.
Vendar ima moč Zemlje svoje meje. Predstavljajte si ogromno goro, kot je Mount Everest, ki postaja vedno večja, ko plošče planeta trčijo druga ob drugo. Ko Everest postaja vse višje in višje, se njena teža poveča do te mere, da se začne povešati. Dodatna teža bo goro potisnila navzdol v zemeljski plašč in omejila njeno višino.
Če bi bila Zemlja v celoti sestavljena iz oceana, bi se Everest preprosto pogreznil do samega središča Zemlje (izpodrinil bi vso vodo, skozi katero teče). Vsa območja, kjer je bilo vode izjemno veliko, bi se pod vplivom Zemljine gravitacije pogreznila navzdol. Območja, kjer je bilo vode izjemno malo, bi se napolnila z vodo, iztisnjeno od drugod, zaradi česar bi namišljeni Zemljo-ocean postal popolnoma sferičen.
Toda stvar je v tem, da je gravitacija pravzaprav presenetljivo šibka. Predmet mora biti zelo velik, preden lahko izvaja dovolj močno gravitacijsko silo, da premaga trdnost materiala, iz katerega je izdelan. Zato imajo majhni trdni predmeti (premera metrov ali kilometrov) prešibko gravitacijsko privlačnost, da bi pridobili sferično obliko.
Ko postane predmet dovolj velik, da zmaga gravitacija – premaga silo materiala, iz katerega je narejen –, bo ves material predmeta potegnil v sferično obliko. Previsoki deli predmeta bodo potegnjeni navzdol, pri čemer se bo material pod njimi premaknil, zaradi česar bodo prenizki deli potisnjeni ven.
Ko dosežemo sferično obliko, pravimo, da je predmet v "hidrostatičnem ravnotežju". Toda kako močan mora biti objekt, da doseže hidrostatično ravnotežje? Odvisno iz česa je. Predmet, sestavljen samo iz tekoče vode, se zlahka spopade s to nalogo, saj pravzaprav nima sile - molekule vode se zlahka premikajo.
Medtem bi moral biti predmet iz čistega železa veliko masivnejši, da bi njegova gravitacija premagala notranjo silo železa. V Osončju je premer praga, ki je potreben, da ledeni predmet postane sferičen, vsaj 400 km, pri objektih, sestavljenih pretežno iz močnejšega materiala, pa je ta prag še višji. Saturnova luna Mimas ima sferično obliko in premer 396 km. Trenutno je to najmanjši znani objekt, ki lahko izpolnjuje ta merila.
Toda vse postane bolj zapleteno, če se spomnite, da se vsi predmeti nagibajo k vrtenju ali premikanju v prostoru. Če se predmet vrti, imajo lokacije na njegovem ekvatorju (točka na pol poti med obema poloma) nekoliko manjšo gravitacijsko silo kot lokacije blizu polov.
Posledično se popolnoma sferična oblika, ki bi jo pričakovali v hidrostatičnem ravnovesju, premakne v tisto, kar je znano kot "sploščen sferoid" - ko je predmet širši na ekvatorju kot na polih, to še posebej velja za našo Zemljo. Hitreje ko se predmet vrti v prostoru, bolj dramatičen je ta učinek. Saturn, ki je manj gost kot voda, se vrti okoli svoje osi vsakih deset ur in pol (v primerjavi s počasnejšim Zemljinim 24-urnim ciklom). Posledično je veliko manj sferičen kot Zemlja. Saturnov ekvatorialni premer je nekaj več kot 120 km, njegov polarni premer pa nekaj več kot 500 km. To je razlika skoraj 108 tisoč km!
Nekatere zvezde so še bolj ekstremne. Ena taka nenavadnost je svetla zvezda Altair. Obrne se enkrat na približno 9 ur. Je tako hiter, da je njegov ekvatorialni premer za 25 % večji od razdalje med poloma!
Preprosto povedano, razlog, da so veliki astronomski objekti sferični (ali skoraj sferični), je v tem, da so dovolj masivni, da lahko njihova gravitacijska sila premaga moč materiala, iz katerega so izdelani.
Preberite tudi:
- Odkrili so novo vrsto supernove: gre za kombinacijo umirajoče zvezde in njene spremljevalke
- Niti zvezda niti planet: znanstveniki so v Mlečni cesti odkrili nenavadnega rjavega pritlikavca