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2018-04-18

[天文地理]为什么宇宙中行星几乎都是球形的?

[天文地理]为什么宇宙中行星几乎都是球形的?


[天文地理]为什么宇宙中行星几乎都是球形的?

这些已经是我们习以为常的事情了:玫瑰是红色的,行星是球形的。而且事实也确实如此,不是吗?毕竟,如果行星不是球形而是复杂的二十面体,那建造太阳系模型这件事将更具挑战性。

但是你有没有想过为什么行星会这样?为什么它们几乎都是球形,而不是圆柱形或者立方体?

我们应该直言不讳地讨论这个问题。我们太阳系中的所有行星都不是完美的球体,甚至太阳也不是。

所有这些天体都应该被更准确地描述为"椭圆球形",借用天文学家菲尔·普莱特的一个类比,它们看起来就像一个被压得有点扁的篮球。

在一个椭圆形的天体中,极圆周将比赤道周长小。所以在地球上,如果你从北极到南极再回到南极,你的总路程为39,931公里;而绕赤道一圈的总路程为40070公里。

因此,当你站在赤道上时,你离地球中心的距离是最远的。在其它行星上,这个凸起更加明显。地球的赤道只比两极圆周长0.3%,但木星的这一数据为7%。

椭圆球形主要是由两个因素导致的:引力和旋转。华盛顿州戈登代尔天文台主任特洛伊·卡彭特在电子邮件中解释了这个问题:“任何具有质量的物体都会受到自身引力的影响,自引力试图从各个方向将物体向内挤压”。

我们知道,任何物体都会受到自引力,一种将原子拉向一个共同中心的力。随着物体质量的增加,它的自引力也随之增加。当物体超过一定质量时,引力就会变得过于强大,以至于物体会自身塌缩成球形。

像香蕉或者扳手这样的小东西不会经历这一过程,因为它们的自引力相对较弱,使它们能够保留非球形的形状。然而,在行星、恒星等天体中,自引力如此强大,以至于这些天体只能塌缩成球形。

但重力并不是唯一起作用的,当引力使行星呈球形时,它们自身的旋转也在试图使它们变平。

天体旋转得越快,其赤道就隆起得越高。卡彭特说道:“这就是为什么太阳系中没有完美的球体,只有椭圆球。

太阳可以算是一个完美球体,因为它不仅有着巨大的自引力,自身旋转速度也相对缓慢(太阳的自转周期大约为25天)。而大部分恒星的自转速度都很快,这也使其膨胀得很明显”。

阿尔泰尔就是这样一颗恒星,它距离地球只有16.8光年,是夜空中最亮的星星之一。阿尔泰尔旋转得非常快,每10.4个小时就完成了一次自转。因此,天文学家估计,它的赤道要比两极圆周长14%。

还有一些其它的力量也对天体有所作用,改变着它们的形状。虽然地球是一个椭圆形的球体,但它肯定不是一个完美的球体。

太阳和月球的引力对地球形状也有一定程度的影响,因此,地球的质量并不是均匀分布的。但我们还是想为地球母亲说一句:虽然她不是完美无缺的,但她至少还是相当圆润的。


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