Почему планеты приплюснуты

В школьных учебниках и детских моделях Солнечной системы планеты всегда изображают в виде идеальных шаров, и мы принимаем это как должное. Но эти представления — всего лишь красивая иллюзия. Ни одна из планет, вращающихся вокруг Солнца, также как и само светило, не могут похвастаться безупречной геометрией. 

Научный термин для их реальной формы — «сплюснутый сфероид». Если вы представите себе баскетбольный мяч, на который уселся тяжеловес, то получите наглядное представление о том, как выглядит любое крупное небесное тело: оно слегка приплюснуто у полюсов и выпирает в районе экватора. Это «приплюснутость» у планет выражена по-разному, но ее наличие — факт.

Что влияет на форму

С технической точки зрения это означает, что расстояние от центра планеты до экватора всегда чуть больше, чем до полюсов. Возьмем Землю. Если бы вы решили совершить пешее путешествие от Северного полюса до Южного и обратно, ваш путь составил бы примерно 39 931 км. Однако, если вы предпочтете обогнуть планету по экватору, вы пройдете уже 40 070 км. Эта разница в 139 км говорит о том, что стоя на берегу океана в Эквадоре, вы находитесь ощутимо дальше от центра Земли, чем полярный исследователь во льдах Антарктиды. Лучше всего этот эффект видно на газовых гигантах. Если земная «экваториальная выпуклость» составляет жалкие 0,3% от полярного радиуса, то у Юпитера — целых 7%.

Такая внушительная разница — это результат противостояния гравитации и центробежного вращения. Гравитация работает подобно мощнейшему прессу: любая масса стремится сжать собственное вещество в единый плотный комок, направляя каждый атом к общему центру. Как только масса объекта переваливает за определенный порог, сила гравитации «спрессовывает» материю в шар. Маленькие предметы вроде гаечного ключа или чашки защищены от этой участи — их масса ничтожна, и гравитация слишком слаба, чтобы изменить их форму.

Затем в дело вступает сила вращения. Чем быстрее раскручивается тело, тем сильнее оно стремится расплющиться под действием центробежной силы. Именно этот дисбаланс делает идеальные сферы в природе редчайшим явлением. Солнце, например, почти круглое благодаря своей чудовищной массе и неторопливому вращению (один оборот занимает 25 земных суток). Но его звездные собратья, мчащиеся вокруг своей оси с бешеной скоростью, выглядят как «вытянутые» эллипсоиды.

Звезды, планеты и спутники: что круглее

Пример — звезда Альтаир, расположенная на расстоянии 16,8 световых лет. Она совершает полный оборот всего за 10,4 часа. Такая головокружительная скорость приводит к тому, что Альтаир шире на экваторе, чем от полюса к полюсу, как минимум на 14%. Именно скорость вращения объясняет и внушительную «талию» Юпитера: его сутки длятся всего 9,9 земных часов. 

Однако на этом история не заканчивается. Земля, хотя и является для нас идеалом шарообразности, в действительности очень далека от симметрии. Гравитационное притяжение, исходящее от Луны и Солнца, постоянно «перетягивает» океаны и земную кору, создавая неравномерный рельеф. К тому же тектонические плиты, дрейфующие по поверхности, делают распределение массы планеты крайне неоднородным.

Тем не менее, на фоне спутников Марса — Фобоса и Деймоса, — Земля выглядит идеальным шаром. Эти две крохи не смогли набрать достаточного веса, чтобы подчинить себя силе притяжения, и астрономы описывают их форму как «картофелеобразную».

По материалам science.howstuffworks.