Мы с детства знаем, что наша планета имеет форму шара. Чуть позже узнаём, что и все остальные планеты тоже круглые. Мы так привыкли к этому факту, что, возможно, даже не задумываемся, а почему, собственно так? Почему не форму куба, цилиндра, диска или какого-нибудь икосаэдра?
Правда, вы могли слышать, что на самом-то деле Земля — это не идеальный шар. Она немного сплюснута с полюсов и имеет форму, которая называется геоидом. Это действительно так, и то же самое можно сказать и про другие планеты, и даже про Солнце. Тем не менее это отклонение от идеальной сферичности относительно невелико, и при первом взгляде не очень-то и заметно. Например, если вы обогнёте Землю по меридиану через Серверный и Южный полюс, то длина вашего пути составит 39 931 км, а если по экватору — то 40 070 км. Как видите, разница и в самом деле трудно уловима.
На других планетах отклонение от сферичности может быть более сильным. Возьмём, например, Юпитер. Если для Земли охват по экватору всего на 0,3 % больше, чем охват по полюсам, то для Юпитера эта разница уже около 7 %! Однако в целом это всё тот же шар.
Так что же определяет форму планет? Ответ прост: гравитация и вращение.
Гравитация стремится сжать планету в её центр, этому противостоят силы упругости и давления, возникающие в веществе, из которых состоят планеты. Эти силы, однако, не всесильны, и если масса космического объекта слишком велика, то происходит коллапс — стремительное сжатие вещества в малый объём вблизи центра. Что произойдёт потом, зависит от величины этой массы и предыстории объекта. Звёзды типа Солнца в конце своего жизненного пути при коллапсе взрываются и образуют белые карлики, а звёзды-гиганты могут образовать нейтронные звёзды или даже чёрные дыры.
Вернёмся, однако, к планетам. Гравитации всё равно в какую сторону тянуть, поэтому при образовании планет нет никаких выделенных направлений, а единственный объект который во всех направлениях совершенно одинаков — это шар. Так что если бы не было вращения, то планеты были бы практически идеальными шарами. (Практически — потому что гравитация не способна идеально «выровнять» поверхность, и неоднородности в виде гор и впадин все равно остались бы, но они были бы такими же маленькими, как и сейчас. При диаметре Земли около 12 750 км самая высокая гора на ней имеет высоту всего 8,8 км, а самая глубокая впадина — 11 км.)
Сплющенность планетам придаёт их вращение вокруг собственной оси. Чем быстрее вращается тело, тем сильнее его «разносит» то, что в обиходе называют центробежными силами. Так, например, Солнце практически не сплюснуто, поскольку имея огромную массу, делает полный оборот вокруг своей оси за целых 25 дней (Земля, как мы помним, делает его за сутки — 24 часа). Встречаются, правда, и другие звёзды. Например, одна из самых ярких звёзд на небосводе Альтаир.
Альтаир расположен от нас на расстоянии в 16,8 световых лет. Установлено, что он совершает полный оборот вокруг оси за каких-то 10,4 часов. Это приводит к тому, что его диаметр по экватору скорее всего на 14 % больше, чем диаметр от полюса к полюсу. То же самое происходит с Юпитером, на котором день длится всего 9,9 часов.
Кроме собственной гравитации и вращения на форму планет могут оказывать заметное влияние и притяжение со стороны других планет. Особенно это заметно у так называемых гравитационно-захваченных объектов, которые из-за слишком сильной гравитации соседнего объекта повёрнуты к нему всё время одной и той же стороной. Так произошло, например, с Луной, обратную сторону которой мы никогда не видим.
Ну и совсем сложная ситуация у объектов с настолько маленькой массой, что их собственной гравитации не хватает для формирования шара. Например, астероиды в большинстве случаев имеют весьма причудливую форму, а спутники Марса Фобос и Деймос под действием его силы гравитации вытянулись и имеют форму картофелин.
Читайте также
Насколько масштабна Вселенная?
10 лучших фотографий Плутона от «Новых горизонтов»
Видео: Млечный путь vs Андромеда
Подписывайтесь также на мой Telegram-канал!