Неліктен планеталар дөңгелек пішінді?
Күн жүйесіндегі немесе ғарыш кеңістігіндегі планеталар көбінесе сфералық немесе сфераға жақын пішіндерімен танылады. Дегенмен, олардың сфералық пішіні кездейсоқтық емес. Астрономия мен физикадағы бірнеше физикалық факторлар мен принциптер планеталардың неліктен мұндай пішінге ие екенін түсіндіреді. Бұл мақалада планеталардың сфералық пішіндерінің негізгі себептері, соның ішінде гравитация, гидростатикалық тепе-теңдік және осы процестерге ықпал ететін басқа факторлар талқыланады.
1. Тартылыс күшінің әсері
Планетаны дөңгелек ететін негізгі фактор - тартылыс күші. Тартылу күші - планетаның массасы мен оның ішіндегі барлық зат арасындағы тартылыс күші. Планетаның тартылыс күші оның масса центріне қарай әрекет етеді, барлық затты орталыққа тартады. Бұл планета бетіндегі заттың барлық бағытта біркелкі таралуына әкеледі, нәтижесінде ең аз потенциалды энергиясы бар пішін пайда болады: сфера. Тартылу күші күштерді теңестіруде рөл атқарады, осылайша барлық нәрсе тартылыс центріне тартылады, нәтижесінде планета немесе жұлдыз сфералық пішінге қарай жылжиды.
2. Гидростатикалық тепе-теңдік
Гравитация өз пішінін басқара алатындай үлкен планета гидростатикалық тепе-теңдікке жетеді, яғни гравитациялық күш материяны ішке тартады, бұл планетаның ішкі қысымының сыртқа итеруі арқылы теңестіріледі. Гидростатикалық тепе-теңдіктің бұл күйінде энергия минималды түрде төмендейді, бұл планетаның сфералық пішінін сақтайды. Басқаша айтқанда, бұл нысанның ішкі және сыртқы күштері тепе-теңдікте болып, оның пішінінің айтарлықтай деформациялануына жол бермейтін күй.
3. Планетарлық дифференциация
Планетаның сфералық пішініне ықпал ететін үшінші фактор - планетаның толық дифференциациясы. Бұл дифференциация планета гравитацияға байланысты әртүрлі тығыздықтағы оның құрамдас бөліктерінің қабаттарының пайда болуына ұшыраған кезде пайда болады. Тығыздығы жоғары материал планетаның өзегіне қарай жылжиды, ал тығыздығы аз материал бетіне қарай шөгуге бейім. Бұл процесс жалпы сфералық пішінді қолдайтын бірегей қысым градиентін жасайды.
4. Айналдыру әсері
Планеталардың сфералық пішіндерінің негізгі себебі гравитация болғанымен, планеталардың айналуы да маңызды рөл атқарады. Көптеген планеталар мінсіз сфералар емес, бірақ айналуының әсерінен экватордың айналасында аздап дөңес болады. Планеталардың айналуы экватордағы материалды сыртқа итеретін центрифугалық күшті тудырады. Нәтижесінде, планеталар полюстерде аздап жалпақтанып, экваторда дөңес болып, жалпақ эллипсоид түзеді. Классикалық мысал - Жер планетасы, ол геоид пішініне ие - мінсіз сфера емес, бірақ айналуына байланысты аздап эллипс тәрізді.
5. Планеталардың пайда болуы
Планеталардың тез айналатын алғашқы тұмандықтардан пайда болуы олардың сфералық пішініне де айтарлықтай әсер етеді. Планеталардың пайда болуының алғашқы кезеңдерінде жиналатын материал айналмалы диск түзуге бейім. Кейінірек, гравитациялық аккреция және бірігу арқылы планеталар сфералық пішінге ие болады. Планета жеткілікті масса жинаған сайын, гравитация басым бола бастайды, массаны барлық бағытта біркелкі таратады, нәтижесінде сфералық пішін пайда болады.
6. Соқтығысудың әсері
Күн жүйесінің алғашқы тарихында ғарыштық соқтығысулар көбінесе өте қарқынды және жиі болды. Бұл соқтығысулар планеталардың массасын біртіндеп арттырып, олардың гравитациялық тартылысын арттырды. Сонымен қатар, өте үлкен соққылар планетаның бетін ішінара немесе толығымен ерітіп, материалдың ағып, сфералық пішінге оралуына мүмкіндік берді.
7. Бақылаудан алынған дәлелдер
Біз ғаламдағы әртүрлі масштабтағы планеталардың сфералық пішінін байқай аламыз. Ергежейлі планеталар сияқты кішкентай планеталардан бастап газ алыптарына дейін барлығы дерлік сфералық, полюстер мен экваторда шағын ауытқулар бар. Бұл дөңгелектік тек планеталарда ғана емес, сонымен қатар жұлдыздарда, табиғи серіктерде және басқа да көптеген ірі аспан денелерінде байқалады.
8. Толығымен дөңгелек емес планеталар
Планеталар сфералық пішінге ие болғанымен, олар ешқашан мінсіз сфералық болмайды. Бұл көбінесе тығыздықтың жергілікті өзгерістеріне, массаның біркелкі емес таралуына, геологиялық белсенділікке және планетаның айналуынан туындайтын күштерге байланысты. Дегенмен, бұл кемшіліктер жалпы масштабпен салыстырғанда әдетте аз.
Қорытынды
Планетаның сфералық пішіні - объектінің орталығына қарай әрекет ететін гравитациялық күшінің нәтижесі, ол планетаның ішкі бөлігі тудыратын ішкі қысыммен теңестіріледі. Айналу, гравитациялық өрістің дифференциациясы және соқтығысулардың әсері сияқты қосымша факторлар да бұл сфералық пішінді қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Планетаның сфералық пішіні ішкі және сыртқы күштер арасындағы нәзік тепе-теңдікті көрсетеді және біздің ғаламға қолданылатын физика заңдарының негізгі аспектілерінің бірін білдіреді.
Осылайша, планеталардың неліктен дөңгелек екенін түсіну бізге планеталардың өздері туралы ғана емес, сонымен қатар біздің ғаламымызды басқаратын кең ауқымды заңдар мен қағидалар туралы да тереңірек түсінік береді.
