Может ли существовать звезда плоская как блин? Может, если будет вращаться очень быстро!
Опубликовано: 29/09/2020
(Обновлено: 29/09/2020)

Солнце и почти все звезды по форме очень близки к шару. Непосредственные наблюдения при помощи небольших телескопов показывают, что девять больших планет и некоторые из самых крупных малых планет также имеют почти шарообразную форму. Но почему это происходит именно так, ведь при росте тел на поверхности Земли, например кристаллов, хотя и образуются сферические объекты, но очень редко?

Почему планеты имеют форму шара, а астероиды нет?

Конечно все дело в величайшей силе во Вселенной. Д, именно сила тяготения не только определяет траектории движения небесных тел в пространстве, но и влияет на форму самих небесных тел. Однако, как уже говорилось – поскольку величина гравитационной постоянной очень мала, воздействие силы тяготения становится заметным лишь тогда, когда ее источником служат либо очень близкие, либо очень массивные тела.

Наблюдения не противоречат этому. К примеру, небесные тела относительно малой массы (кометные ядра и астероиды) имеют неправильную форму. Известны, например, сильно вытянутые и совершенно несимметричные астероиды (например, Эрос), кометные ядра (например, ядра кометы Хейла-Боппа и кометы Галлея).

Астероид Церера слишком велик для «классического» астероида, поэтому под действием силы тяжести смог принять шарообразную форму

Астероид Церера слишком велик для «классического» астероида, поэтому под действием силы тяжести смог принять шарообразную форму

Для твердых тел минимальная масса, которая может обеспечить гидростатическое равновесие и соответствующую сферическую форму, составляет 5 х 1020 кг, а диаметр — 800 км. Все астероиды и кометные ядра существенно меньше указанных пределов как по массе, так и по размерам, поэтому слабая сила тяготения не в состоянии «сгладить» возможные неровности. Астероид Церера диаметром более 900 км оказался сферичным, и на основании этого переведен в статус карликовой планеты.

При больших массах существенные отклонения от гидростатического равновесия реализоваться не могут. Это связано с характеристиками прочности грунта. На Земле предел текучести типичных горных пород соответствует высоте каменного столба высотой около 10 км, поэтому никакие тектонические процессы не могут создать на нашей планете горы большей высоты: породы начинают расползаться под действием собственной тяжести.

В результате отклонения высот от среднего уровня поверхности Земли не превышают 10 км (высочайшая вершина: Эверест, ниже 9 км над уровнем моря), поэтому наша планета почти сферична.

На Марсе сила тяжести существенно меньше, соответственно максимальная высота марсианских гор может быть почти втрое больше, чем на Земле, что и наблюдается на практике. Глубокие каньоны и другие пониженные формы рельефа со временем сглаживаются за счет оползней, скатывания и сползания материала с краев под действием силы тяжести.

Существуют ли плоские звезды?

Звезды и большие планеты сконденсировались из межзвездных газов и пыли под действием гравитационного притяжения отдельных частиц друг к другу.  Понятно, что их масса очень велика, соответственно они просто обязаны иметь форму шара. Конечно при условии, что такое небесное тело не вращается с очень уж большой скоростью.



В последнем случае сжимающееся тело становится более или менее сплюснутым у полюсов.

Юпитер. Если присмотреться, то ясно видно - с полюсов планета сплюснута весьма сильно. Не мудрено, учитывая, что газовый гигант вертится вокруг оси как мячик

Юпитер. Если присмотреться, то ясно видно – с полюсов планета сплюснута весьма сильно. Не мудрено, учитывая, что газовый гигант вертится вокруг оси как мячик

Скорость вращения Солнца на экваторе, например, очень мала. Поэтому его “сплюснутость” нашей звезды слишком незначительна, чтобы ее можно было измерить, несмотря на гигантскую массу.

Форма Земли также лишь немного отличается от сферы, а вот диск Юпитера (эта планета рекордсмен не только по размерам, но и по скорости – полный оборот у неё занимает всего 10 часов!), если смотреть в телескоп, уже заметно сплюснут у полюсов.

В Галактике наблюдается несколько быстро вращающихся звезд, но даже при помощи самых больших из существующих телескопов их форму непосредственно определить нельзя. Однако теория вращающихся газовых тел предсказывает, что звезда с периодом вращения порядка нескольких часов имела бы линзообразную форму с острым краем на экваторе и с охватывающим ее плоским экваториальным кольцом. У такой звезды экваториальный диаметр примерно в три раза превышал бы расстояние между полюсами.

Спиральная галактика NGC 4565, вид сбоку. Очевидно, что если бы не вращение, она тоже скорее напоминала бы шар, чем «сплюснутую тарелку»

Спиральная галактика NGC 4565, вид сбоку. Очевидно, что если бы не вращение, она тоже скорее напоминала бы шар, чем «сплюснутую тарелку»

Сами галактики также, должно быть, возникали в виде конденсаций в первичном газе, который заполнял Вселенную 10 миллиардов лет назад, и в процессе формирования, подчинялись тем же законам, что и рассмотренные выше звезды и планеты.

Облака которые вращались достаточно быстро, приобрели сплюснутые формы: если смотреть с ребра, имеют линзообразный вид, а в плане они приблизительно круглые. А вот самые “медлительные” облака обладающие медленным вращением или не вращающиеся вовсе, должны были приобрести сферическую форму. И действительно, на фотографиях, сделанных с большим телескопом, виден целый ряд сферических галактик.