Güneş Sistemi'ne baktığımızda, küçük toz taneciklerinden dev gezegenlere ve Güneş'e kadar her boyutta nesne görüyoruz. Bu nesnelerin ortak bir özelliği, büyük nesnelerin (az ya da çok) yuvarlak ve küçük nesnelerin şeklinin düzensiz olmasıdır. Ama neden?
Büyük cisimlerin neden yuvarlak olduğu sorusunun cevabı yerçekiminin etkisine iner. Bir cismin yerçekimi kuvveti her zaman kütlesinin merkezine doğru yönlendirilir. Nesne ne kadar büyük olursa, o kadar büyük olur ve yerçekimi o kadar büyük olur.
Katı cisimler için bu kuvvet, cismin kendisinin kuvvetine karşıdır. Örneğin, Dünya'nın yerçekimi nedeniyle hissettiğiniz aşağı doğru kuvvet, sizi Dünya'nın merkezine doğru çekmez. Bunun nedeni, zeminin sizi yukarı itmesidir - düşmenize izin vermeyecek kadar büyük bir güç.
Ancak, Dünya'nın gücünün sınırları vardır. Everest Dağı gibi, gezegenin plakaları birbiriyle çarpıştıkça daha da büyüyen devasa bir dağ hayal edin. Everest yükseldikçe ağırlığı o kadar artar ki sarkmaya başlar. Ek ağırlık, dağı Dünya'nın mantosuna doğru iterek yüksekliğini sınırlayacaktır.
Eğer Dünya tamamen okyanustan oluşsaydı, Everest basitçe Dünya'nın tam merkezine batardı (içinden geçtiği tüm suyun yerini alır). Suyun aşırı derecede bol olduğu herhangi bir alan, Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında aşağı doğru batar. Suyun son derece kıt olduğu alanlar, başka yerlerden sıkılmış suyla dolacak ve hayali Dünya-okyanusunu mükemmel bir küresel hale getirecekti.
Ama mesele şu ki, yerçekimi aslında şaşırtıcı derecede zayıf. Bir nesne, yapıldığı malzemenin gücünü yenecek kadar güçlü bir yerçekimi kuvveti uygulamadan önce çok büyük olmalıdır. Bu nedenle, küçük katı cisimler (metre veya kilometre çapında) küresel bir şekil elde etmek için çok zayıf yerçekimine sahiptir.
Bir nesne, yerçekiminin kazandığı kadar büyüdüğünde - yapıldığı malzemenin kuvvetinin üstesinden geldiğinde - nesnenin tüm malzemesini küresel bir şekle sokma eğiliminde olacaktır. Nesnenin çok yüksek olan parçaları aşağı çekilecek, altlarındaki malzeme yerinden çıkacak ve çok alçak olan parçaların dışarı itilmesine neden olacaktır.
Küresel şekle ulaşıldığında, nesnenin "hidrostatik dengede" olduğunu söylüyoruz. Fakat hidrostatik dengeyi elde etmek için nesne ne kadar güçlü olmalıdır? Neyden yapıldığına bağlı. Sadece sıvı sudan oluşan bir nesne, aslında hiçbir kuvveti olmadığı için bu görevle kolayca başa çıkabilir - su molekülleri kolayca hareket eder.
Bu arada, saf demirden yapılmış bir nesnenin, yerçekiminin demirin iç kuvvetini yenmesi için çok daha büyük olması gerekirdi. Güneş Sistemi'nde buzlu bir cismin küresel hale gelmesi için gereken eşik çapı en az 400 km'dir ve esas olarak daha güçlü malzemeden oluşan nesneler için bu eşik daha da büyüktür. Satürn'ün uydusu Mimas küresel bir şekle ve 396 km çapa sahiptir. Şu anda, bu kriterleri karşılayabilen, bildiğimiz en küçük nesnedir.
Ancak, tüm nesnelerin uzayda dönme veya hareket etme eğilimi olduğunu hatırlarsanız, her şey daha karmaşık hale gelir. Bir nesne dönüyorsa, ekvatorundaki konumlar (iki kutbun ortasındaki nokta), kutuplara yakın konumlardan biraz daha az yerçekimi çeker.
Sonuç olarak, hidrostatik dengede olması beklenen mükemmel küresel şekil, "düzleştirilmiş sferoid" olarak bilinen şeye kayar - bir nesne ekvatorda kutuplardan daha geniş olduğunda, bu özellikle Dünyamız için geçerlidir. Nesne uzayda ne kadar hızlı dönerse, bu etki o kadar dramatik olur. Sudan daha az yoğun olan Satürn, kendi ekseni etrafında her on buçuk saatte bir döner (Dünya'nın daha yavaş olan 24 saatlik döngüsüne kıyasla). Sonuç olarak, Dünya'dan çok daha az küreseldir. Satürn'ün ekvator çapı 120 km'nin biraz üzerinde ve kutup çapı 500 km'nin biraz üzerinde. Bu neredeyse 108 bin km'lik bir fark!
Bazı yıldızlar daha da aşırıdır. Parlak yıldız Altair böyle bir tuhaflıktır. Her 9 saatte bir döner. O kadar hızlıdır ki ekvator çapı kutuplar arasındaki mesafeden %25 daha büyüktür!
Basitçe söylemek gerekirse, büyük astronomik nesnelerin küresel (veya neredeyse küresel) olmasının nedeni, yerçekimi kuvvetlerinin yapıldıkları malzemenin gücünü yenebilecek kadar büyük olmalarıdır.
Ayrıca okuyun:
- Yeni bir süpernova türü keşfedildi: ölmekte olan bir yıldız ve onun yoldaşının birleşimidir.
- Ne bir yıldız ne de bir gezegen: Bilim adamları Samanyolu'nda garip bir kahverengi cüce keşfettiler