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行星是球形的,这是理所当然的吗?

2024-07-19科学

行星是球形的,我们认为这是理所当然的,就像我们认为玫瑰是红色的一样。但是你有没有想过为什么会这样?为什么它们不是圆柱形或立方体形的?我们生活中的物品为什么不都是圆形的?可以是千奇百怪的?

严格的说,我们太阳系中没有一颗行星是完美的球体,我们的太阳也不是。所有这些物体都应该更准确地描述为「扁球体」。它们在中间略微凸起,看起来就像有人坐在上面的篮球。从数学上讲,在扁球体形状的天体中,极地周长将小于赤道周长。所以在地球上,如果你从北极到南极再回来,你总共走了 39,931 公里。而绕赤道的完整旅行会更长一些。那是因为地球赤道的周长是 40,070 公里。因此,当你站在赤道的海平面上时,你离地球中心比在两极都更远。

在其他一些行星上,这种隆起更加明显。看看木星就知道了。地球在赤道上的宽度仅比两极宽0.3%。但木星的实际测量结果显示,木星的差距要大得多。事实上,天文学家已经发现,这颗大行星在赤道处比两极宽出整整7%。

造成扁球体形状是两个主要因素的结果:重力和旋转。所有有质量的东西都会经历重力,重力试图向各个方向,向内压碎物体。这种力将它们拉向一个共同的中心。随着物体质量的增加,它的自引力也会增加。在超过一定质量后,这种向内的拉力变得具有压倒性,以至于物体坍缩到自己身上并变成球形。但小质量的物体,比如香蕉或茶杯,可以抵抗这种命运,因为它们的自重力相对较弱,使它们能够保持非球体形状。然而,在行星、太阳和其他真正巨大的天体中,这种力是如此强大,以至于它们无法避免被扭曲成球体。

但重力并不是事情的全部。虽然重力使行星变成球形,但它们的旋转速度同时试图使它们变平。天体自转得越快,其赤道隆起就越不成比例。这就是为什么我们的太阳系中没有完美的球体......只有扁球体。

但太阳几乎是一个完美的球体,因为它的巨大引力和相对缓慢的25天自转速度。天空中大部分恒星的旋转速度要快得多,所以它们在赤道处有明显的凸起。

这下我们知道了,有两个因素导致行星大致呈球形,将它们均匀地拉向内部的引力和随时间推移的旋转速度。不过也有例外,2022年,科学家在大力神座发现了一颗名为WASP-103b的系外行星,形状像橄榄球。据信,由于其主星的强大潮汐力,它之所以形成这种形状。这是目前唯一已知的非球形行星或系外行星。#深度好文计划#