Kada pogledamo Sunčev sistem, vidimo objekte svih veličina, od sitnih zrna prašine do divovskih planeta i Sunca. Zajednička karakteristika ovih objekata je da su veliki objekti (manje ili više) okrugli, a mali nepravilnog oblika. Ali zašto?
Odgovor na pitanje zašto su veliki objekti okrugli svodi se na uticaj gravitacije. Gravitaciono privlačenje objekta uvijek je usmjereno prema centru njegove mase. Što je objekt veći, to je masivniji i veća je njegova gravitacija.
Za čvrste objekte, ova sila se suprotstavlja sili samog objekta. Na primjer, sila prema dolje koju osjećate zbog Zemljine gravitacije ne vuče vas prema centru Zemlje. To je zato što vas tlo gura nazad - sila prevelika da vam dozvoli da propadnete kroz nju.
Međutim, moć Zemlje ima svoje granice. Zamislite ogromnu planinu, kao što je Mont Everest, koja postaje sve veća i veća kako se ploče planete sudaraju jedna s drugom. Kako Everest postaje sve viši i viši, njena težina se povećava do te mjere da počinje da visi. Dodatna težina će gurnuti planinu dolje u Zemljin omotač, ograničavajući njenu visinu.
Kada bi se Zemlja u potpunosti sastojala od okeana, Everest bi jednostavno potonuo u samo središte Zemlje (izmijenivši svu vodu kroz koju prolazi). Bilo koja područja u kojima je voda bila izuzetno bogata potonula bi naniže pod utjecajem Zemljine gravitacije. Područja u kojima je voda bila izuzetno oskudna ispunila bi se vodom istisnutom odnekud, čineći zamišljeni Zemljin okean savršeno sfernim.
Ali stvar je u tome da je gravitacija zapravo iznenađujuće slaba. Objekt mora biti vrlo velik prije nego što može izvršiti dovoljno snažno gravitacijsko povlačenje da savlada snagu materijala od kojeg je napravljen. Zbog toga mali čvrsti objekti (metri ili kilometri u prečniku) imaju preslabu gravitacionu privlačnost da bi dobili sferni oblik.
Kada objekt postane dovoljno velik da gravitacija pobijedi – nadvlada silu materijala od kojeg je napravljen – težit će povući sav materijal objekta u sferni oblik. Dijelovi predmeta koji su previsoki bit će povučeni prema dolje, pomičući materijal ispod sebe, uzrokujući da se dijelovi koji su preniski budu istisnuti.
Kada se postigne sferni oblik, kažemo da je objekat u "hidrostatičkoj ravnoteži". Ali koliko moćan mora biti objekt da bi se postigla hidrostatička ravnoteža? Zavisi od čega je napravljen. Objekt koji se sastoji samo od tekuće vode može se lako nositi s ovim zadatkom, jer zapravo nema nikakvu silu - molekule vode se lako pomiču.
U međuvremenu, predmet napravljen od čistog gvožđa morao bi biti mnogo masivniji da bi njegova gravitacija savladala unutrašnju silu gvožđa. U Sunčevom sistemu, prečnik praga koji je potreban da bi ledeni objekat postao sferičan je najmanje 400 km, a za objekte koji se sastoje uglavnom od jačeg materijala, ovaj prag je još veći. Saturnov mjesec Mimas ima sferni oblik i prečnik od 396 km. Trenutno je to najmanji nama poznati objekt koji može zadovoljiti ove kriterije.
Ali sve postaje složenije ako se sjetite da svi objekti imaju tendenciju rotacije ili kretanja u prostoru. Ako se objekt rotira, lokacije na njegovom ekvatoru (tačka na pola puta između dva pola) doživljavaju nešto manje gravitacijske sile nego lokacije u blizini polova.
Kao rezultat toga, savršeno sferni oblik koji bi se očekivao u hidrostatičkoj ravnoteži pomiče se u ono što je poznato kao "spljošteni sferoid" - kada je objekt širi na ekvatoru nego na polovima, posebno, to vrijedi za našu Zemlju. Što se objekat brže rotira u prostoru, to je efekat dramatičniji. Saturn, koji je manje gust od vode, rotira oko svoje ose svakih deset i po sati (u poređenju sa Zemljinim sporijim ciklusom od 24 sata). Kao rezultat toga, mnogo je manje sferičan od Zemlje. Saturnov ekvatorijalni prečnik je nešto više od 120 km, a polarni prečnik nešto više od 500 km. To je razlika od skoro 108 hiljada km!
Neke zvijezde su čak i ekstremnije. Sjajna zvijezda Altair je jedna takva neobičnost. Rotira se jednom svakih 9 sati ili tako nešto. Toliko je brz da je njegov ekvatorijalni prečnik 25% veći od udaljenosti između polova!
Jednostavno rečeno, razlog zašto su veliki astronomski objekti sferni (ili skoro sferni) je taj što su dovoljno masivni da njihova gravitacija može nadvladati snagu materijala od kojeg su napravljeni.
Pročitajte također:
- Otkrivena je nova vrsta supernove: to je kombinacija umiruće zvijezde i njenog pratioca
- Ni zvezda ni planeta: naučnici su otkrili čudnog smeđeg patuljka u Mlečnom putu