Когда мы смотрим на небо, то видим там множество объектов разных форм - звезды, планеты, астероиды, кометы. Но почему же планеты имеют почти идеальную круглую форму? Этот вопрос интересовал человечество на протяжении веков. В нашей статье мы рассмотрим удивительные факты о том, почему планеты круглые.
Как формируются планеты
Все планеты начинают формироваться из газопылевых облаков, окружающих звезды. Под действием гравитации пылинки и частицы газа слипаются в более крупные фрагменты, которые постепенно увеличиваются в размерах. Этот процесс называется аккрецией (от латинского слова, означающего "наращивание"). По мере того, как фрагмент увеличивается, растет и его гравитация. В результате фрагмент начинает "собирать" вокруг себя все больше вещества.
Гравитация старается удержать все небесные тела вместе. Планетарные тела будут продолжать перемещать материю, пока не появится равновесие, а единственной формой, способной достичь этого равновесия, считается сфера.
Постепенно из отдельных фрагментов складывается единое целое - протопланетное тело. Под действием собственной гравитации оно вытягивается в шар. Этот процесс аналогичен формированию капель воды - молекулы H2O притягиваются друг к другу и образуют сферическую каплю.
В отличие от планет, у астероидов и комет гравитация очень мала, поэтому они сохраняют неправильную форму. Например, комета 67P/Чурюмова-Герасименко напоминает по форме "резиновую уточку".
Насколько планеты круглые на самом деле
Хотя гравитация "стремится" придать планетам идеальную шарообразную форму, на практике все они имеют некоторое отклонение от идеального шара. Это связано с вращением планет вокруг собственной оси.
- Центробежная сила, возникающая при вращении, противодействует гравитации и слегка "сплющивает" планеты у полюсов.
- Чем быстрее скорость вращения, тем сильнее выражен этот эффект.
| Планета | Форма |
| Меркурий, Венера | Почти идеальные сферы |
| Юпитер, Сатурн | "Сплющены" у полюсов на 10% и более |
Как видно из таблицы, самые медленно вращающиеся планеты Солнечной системы - Меркурий и Венера - наиболее близки к идеальной сфере. А Юпитер и Сатурн, которые вертятся очень быстро, имеют заметное отклонение от шарообразности.
Земля тоже не идеальный шар - ее экваториальный диаметр на 0,3% больше полярного. Но это отклонение незначительно по сравнению с газовыми гигантами.
Минимальный размер для шарообразности
Для того, чтобы под действием собственной гравитации космическое тело приняло шарообразную форму, оно должно иметь определенную минимальную массу. Этот порог зависит от химического состава тела.
- Для тел, состоящих из льда, минимальный размер около 400 км.
- Для каменных тел - не менее 600 км.
Объекты меньших размеров, такие как астероиды, не могут стать полностью сферическими. У них просто не хватает массы, чтобы собственная гравитация "скруглила" их форму. Поэтому большинство астероидов имеют вытянутую неправильную форму.
То же самое касается и некоторых спутников планет. Например, Фобос и Деймос - спутники Марса - напоминают по форме картофелину. У них недостаточно массы, чтобы стать идеальными шарами. А вот спутники газовых гигантов - Ио, Европа, Ганимед, Каллисто и многие другие - имеют достаточную массу и поэтому шарообразны.
Доказательства шарообразности Земли
Еще в древние времена ученые выдвигали гипотезы о том, что Земля имеет форму шара. Одним из первых это предположил древнегреческий философ Пифагор в 6 веке до н.э. Аристотель в 4 веке до н.э. обратил внимание, что тень, которую Земля отбрасывает на Луну во время лунных затмений, всегда имеет круглую форму. Это косвенно свидетельствовало о сферичности нашей планеты.
Но самое впечатляющее подтверждение шарообразности Земли было получено в 3 веке до н.э. древнегреческим ученым Эратосфеном. Используя измерения длины тени в двух городах во время летнего солнцестояния и зная расстояние между городами, он вычислил окружность Земли с погрешностью в 2% - удивительно точный результат!
Форма других планет Солнечной системы
Рассмотрим форму других планет нашей планетной системы.
- Меркурий и Венера, как уже упоминалось, наиболее близки к идеальной сфере.
- Марс тоже довольно круглый, отклонение около 1%.
- Юпитер и Сатурн заметно "сплющены" из-за быстрого вращения.
Что касается спутников планет, то здесь картина неоднозначная. Естественный спутник Земли - Луна - шарообразный. То же касается и четырех крупнейших спутников Юпитера, открытых Галилео Галилеем (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто).
А вот многие небольшие спутники, такие как упомянутые выше Фобос и Деймос у Марса, имеют вытянутую неровную форму из-за малой массы и слабой гравитации.
Влияние внешних сил на форму планет
Хотя гравитация и вращение являются определяющими факторами при формировании формы планет, следует учитывать и другие внешние воздействия.
- Приливные силы от Солнца и других крупных тел
- Мощные удары крупных метеоритов
- Вулканическая активность (в случае земных планет)
Эти процессы могут приводить к локальным отклонениям от идеальной сферической формы. Например, на Марсе есть огромная впадина метеоритного происхождения - импактный бассейн Эллада. Ее диаметр составляет около 2200 км, а глубина - до 9 км.
Могут ли существовать не круглые планеты
Большинство ученых сходятся во мнении, что в условиях нашей Солнечной системы планеты не могут иметь иную форму кроме шарообразной или близкой к шару. Гравитация и другие физические факторы не оставляют им выбора.
Однако теоретически не исключено существование планет неправильной формы в других звездных системах или даже галактиках. Если там действуют иные физические законы и силы, не похожие на нашу гравитацию, форма планет может значительно отличаться от привычных нам шаров.
Пока что астрономам не удалось обнаружить подобные нестандартные планеты. Но кто знает, может быть в скором будущем нас ждут удивительные открытия?
