Kad mēs skatāmies uz Saules sistēmu, mēs redzam visu izmēru objektus, sākot no sīkiem putekļu graudiņiem līdz milzu planētām un Saulei. Šo objektu kopīgā iezīme ir tā, ka lieli objekti ir (vairāk vai mazāk) apaļi, bet maziem objektiem ir neregulāra forma. Bet kāpēc?
Atbilde uz jautājumu, kāpēc lieli objekti ir apaļi, ir saistīta ar gravitācijas ietekmi. Objekta gravitācijas pievilcība vienmēr ir vērsta uz tā masas centru. Jo lielāks objekts, jo tas ir masīvāks un jo lielāka ir tā gravitācijas pievilkšanās.
Cietiem objektiem šis spēks iebilst pret paša objekta spēku. Piemēram, lejupejošais spēks, ko jūtat Zemes gravitācijas dēļ, nevelk jūs uz Zemes centru. Tas ir tāpēc, ka zeme spiež jūs atpakaļ uz augšu — spēks ir pārāk liels, lai ļautu jums tai izkrist.
Tomēr Zemes spēkam ir savas robežas. Iedomājieties milzīgu kalnu, piemēram, Everestu, kas kļūst arvien lielāks un lielāks, planētas plāksnēm saduroties vienai ar otru. Kad Everests kļūst arvien augstāks un augstāks, viņas svars palielinās tiktāl, ka viņa sāk nokarāties. Papildu svars nospiedīs kalnu lejā Zemes apvalkā, ierobežojot tā augstumu.
Ja Zeme pilnībā sastāvētu no okeāna, Everests vienkārši nogrimtu līdz pašam Zemes centram (izspiežot visu ūdeni, kam tas iet cauri). Jebkurš apgabals, kurā ūdens bija ārkārtīgi daudz, Zemes gravitācijas ietekmē nogrimtu uz leju. Vietas, kur ūdens bija ārkārtīgi maz, piepildās ar ūdeni, kas izspiests no citurienes, padarot iedomāto Zemes okeānu par perfekti sfērisku.
Bet lieta ir tāda, ka gravitācija patiesībā ir pārsteidzoši vāja. Priekšmetam ir jābūt ļoti lielam, lai tas varētu iedarbināt pietiekami spēcīgu gravitācijas spēku, lai pārvarētu materiāla, no kura tas ir izgatavots, izturību. Tāpēc maziem cietiem objektiem (metru vai kilometru diametrā) ir pārāk vāja gravitācijas pievilcība, lai tie iegūtu sfērisku formu.
Kad objekts kļūst pietiekami liels, lai uzvar gravitācija – pārvar materiāla spēku, no kura tas ir izgatavots –, tam ir tendence visu objekta materiālu ievilkt sfēriskā formā. Pārāk augstas objekta daļas tiks novilktas uz leju, izspiežot zem tām esošo materiālu, izraisot pārāk zemu daļu izstumšanu.
Kad tiek sasniegta sfēriskā forma, mēs sakām, ka objekts atrodas "hidrostatiskā līdzsvarā". Bet cik spēcīgam jābūt objektam, lai sasniegtu hidrostatisko līdzsvaru? Tas ir atkarīgs no tā, no kā tas ir izgatavots. Objekts, kas sastāv tikai no šķidra ūdens, var viegli tikt galā ar šo uzdevumu, jo tam faktiski nav spēka - ūdens molekulas ir viegli pārvietotas.
Tikmēr priekšmetam, kas izgatavots no tīra dzelzs, vajadzētu būt daudz masīvākam, lai tā gravitācija pārvarētu dzelzs iekšējo spēku. Saules sistēmā sliekšņa diametrs, kas nepieciešams, lai ledus objekts kļūtu sfērisks, ir vismaz 400 km, un objektiem, kas sastāv galvenokārt no stiprāka materiāla, šis slieksnis ir vēl lielāks. Saturna pavadonim Mimas ir sfēriska forma un 396 km diametrs. Šobrīd tas ir mazākais mums zināmais objekts, kas var atbilst šiem kritērijiem.
Bet viss kļūst sarežģītāks, ja atceraties, ka visiem objektiem ir tendence griezties vai pārvietoties telpā. Ja objekts griežas, vietas pie tā ekvatora (punkts pusceļā starp diviem poliem) piedzīvo nedaudz mazāku gravitācijas spēku nekā vietās, kas atrodas netālu no poliem.
Rezultātā perfekti sfēriskā forma, kas būtu sagaidāma hidrostatiskā līdzsvarā, pāriet uz tā saukto "saplacinātu sferoīdu" - ja objekts pie ekvatora ir platāks nekā pie poliem, tas jo īpaši attiecas uz mūsu Zemi. Jo ātrāk objekts griežas telpā, jo dramatiskāks ir šis efekts. Saturns, kas ir mazāk blīvs par ūdeni, griežas ap savu asi ik pēc desmit ar pusi stundām (salīdzinājumā ar Zemes lēnāko 24 stundu ciklu). Rezultātā tas ir daudz mazāk sfērisks nekā Zeme. Saturna ekvatoriālais diametrs ir nedaudz vairāk par 120 500 km, bet polārais diametrs ir nedaudz virs 108 600 km. Tā ir gandrīz 12 tūkstošu km atšķirība!
Dažas zvaigznes ir vēl ekstrēmākas. Spilgtā zvaigzne Altair ir viena no šādām dīvainībām. Tas griežas reizi 9 stundās. Tas ir tik ātrs, ka tā ekvatoriālais diametrs ir par 25% lielāks nekā attālums starp poliem!
Vienkārši sakot, iemesls, kāpēc lielie astronomiskie objekti ir sfēriski (vai gandrīz sfēriski), ir tāpēc, ka tie ir pietiekami masīvi, lai to gravitācijas spēks varētu pārvarēt materiāla izturību, no kura tie ir izgatavoti.
Lasi arī:
- Atklāta jauna veida supernova: tā ir mirstošas zvaigznes un tās pavadoņa kombinācija
- Ne zvaigzne, ne planēta: zinātnieki Piena ceļā atklājuši dīvainu brūno punduri