لماذا تبدو الكواكب والنجوم كروية الشكل؟
هل تساءلت يومًا لماذا تبدو الكواكب والنجوم بالشكل الدائري أو الشكل الحلزوني في جميع أحوالهم؟ فإن كان ذلك أم لا، فإن هذه المقالة ستعطيك الإجابة عن هذا السؤال.
تختلف الكواكب الثمانية في مجموعتنا الشمسية في الكثيرِ من الصفات. فمنها اختلاف الحجم، ومنها تفاوت المسافات بين هذه الكواكب عن الشمس، ويكون بعضها صغير الحجم وصخري، والبعض الآخر يكون كبيرًا وغازي. ولكنهم جميعًا يكونون على الشكلِ الدائري أو البيضاوي. فلماذا هذا؟ لماذا لم تكن على شكلِ مُكعَّبات، أو أهرامات، أو أقراص؟
تُشَكَّل الكواكب عندما تبدأ المواد في الفضاء بالتصادم والتجمع معًا. بعد حين، تحصل هذه الكتلة على مواد تكفي لأن تحظى كمًّا جيدًا من الجاذبية. الجاذبية هي القوة التي تربط الأشياء معًا في الفضاء. عندما يكون الكوكب المُشكَّل كبيرًا بما يكفي، يبدأ بمسح مساره حول النجم الذي يدور حوله بأخذ كتل المواد في هذا المسار لصالح كتلته. ويستخدم جاذبيته لجمع شمل هذه الأشياء في الفضاء حول محوره.
تَسحَب جاذبية الكواكب الأشياء على مسافة متساوية من جميع الأطراف. الجاذبية تُسحب من الحواف إلى المركز بنفس شكل عجلة الدراجة. وهذا يجعل الشكل العام للكوكب هو الشكل الكروي، وهي دائرةٌ ثلاثية الأبعاد.
ولكن على الرغم من ذلك، هل تتكوَّن هذه الكواكب لتصبح على الشكل الدائري بشكلٍ مثالي؟
بالرغم من أن جميع الكواكب في مجموعتنا الشمسية كواكب مستديرة وتأخذ الشكل الدائري، لكن بعضها مستدير عن غيرها. فإن الشكل العام لكوكبي عطارد والزهرة أكثر استدارةً عن باقي الكواكب في مجموعتنا الشمسية، ويكادا أن يكونا كواكبَ دائرية مثالية.
وعلى الجانب الآخر، فإن كوكبا زحل والمشتري أكثر سُمكًا عند الوسط. فكلما دارا، انبعجا عند منطقة الاستواء. فلماذا يحدث ذلك؟ عندما يدور شيءٌ حولَ نفسهِ مثل الكواكب، فإن السطح الخارجي للشيء يجب أن يدور بسرعةٍ أكبر من التكوين الداخلي لهذا الشيء؛ لذا تبتعد الأطراف عن محور دورانه، خاصةً إذا ازداد ثقله وسرعة دورانه. فإن هذه الظاهرة تنطبق على كل شيء يدور، مثل عجلات السيارات والأقراص الـ(DVD) والمراوِح.
على بعد قطر الكوكب، يبتعد القطبان الشمالي والجنوبي عن بعضهما. ولكن الجاذبية في الوسط مازالت قادرةً أن تجمعهما معًا في شكلِ كوكبٍ دائري واحد. ولكنه يدور، فتريد الأجزاء الخارجية لسطح الكوكب حول محور دورانه أن تخرج عن مجال القوة الجاذبية للكوكب مثلما يتبعثر الطين عن إطارات السيارات عند إدارتها. ومثالًا على ذلك، كوكبا زحل والمشتري، فإن كتلتهما وسرعتهما كبيرةٌ جدًا حيث إن انبعاجهم يظهر ظهورًا واضحًا عند الوسط. ويُسمَّى هذا الازدياد في سمك الكوكب بـ(الانبعاج الاستوائي – Equatorial Bulge).
إن كوكب زحل هو أكثر كوكب يُشهد عليه الانبعاج الاستوائي، حيث إن قارنت قطر هذا الكوكب من القطب للقطب حول محور الدوران، فستجد أن الشكل العام للكوكب يحيد عن الشكل الكروي عند الوسط، وتجد أن سمك الكوكب عند الوسط به انبعاج استوائي بنسبة 10.7% من قطر الكوكب. كما أن الانبعاج الاستوائي لكوكب المشتري يكون بنسبة 6.9% من قطره.
فبذلك تحيد الكواكب عن الشكل الكروي المثالي، وتكون على شكل كرات السلة المسحوقة للأسفل في حين يجلس شخصٌ ما عليها.
وعلى الجانب الآخر تدور بعض الكواكب بسرعةٍ صغيرة وتكون صغيرة الحجم مثل الأرض والمريخ. بالفعل هم ليسوا على الشكل الكروي المثالي، ولكنهم أكثر كرويةً من زحل والمشتري. فتكون الأرض أكثر عرضًا في الوسط بنسبة 0.3% و0.6% للمريخ. وحيث إن نسبة الانبعاج أقل من 1% فبالتالي نستطيع أن نقول أن هذين الكوكبين دائريان.
وبين الحالتين، مثل كوكبي أورانوس ونبتون. فيكون الانبعاج الاستوائي لكوكب أورانوس 2.3% و1.7% لكوكب نبتون. فهذا يجعل شكلهم العام يحيد عن الشكل الكروي المثالي، ولكنهم رغم ذلك قريبان جدًا منه.
هل تريد أن تعرف ماذا يشبه أن يدور الكوكب حول نفسه؟
يمكنك أن تشعر به إذا دُرت حول نفسك في مكانِ ما بسرعة. أولًا تأكد من عدم وجود ما يُعيقك حولك حتى لا تصطدم به. ثم دُر حول نفسك إما واقفًا أو جالسًا على كرسيٍّ دوار. لُف ذراعيك حول جسمك، ثم مُد ذراعيك للخارج والداخل حولك أثناء الدوران لترى الفرق. عندما تكون ذراعيك ممدودتان للخارج فتدور يديك أسرع من جسمك حتى لا يختل نظام الدوران، لذلك عليك أن تشعر بمزيد من القوة عليهم.
على بعد قطر الكوكب، يبتعد القطبان الشمالي والجنوبي عن بعضهما. ولكن الجاذبية في الوسط مازالت قادرةً أن تجمعهما معًا في شكلِ كوكبٍ دائري واحد. ولكنه يدور، فتريد الأجزاء الخارجية لسطح الكوكب حول محور دورانه أن تخرج عن مجال القوة الجاذبية للكوكب مثلما يتبعثر الطين عن إطارات السيارات عند إدارتها. ومثالًا على ذلك، كوكبا زحل والمشتري، فإن كتلتهما وسرعتهما كبيرةٌ جدًا حيث إن انبعاجهم يظهر ظهورًا واضحًا عند الوسط. ويُسمَّى هذا الازدياد في سمك الكوكب بـ(الانبعاج الاستوائي – Equatorial Bulge).
إن كوكب زحل هو أكثر كوكب يُشهد عليه الانبعاج الاستوائي، حيث إن قارنت قطر هذا الكوكب من القطب للقطب حول محور الدوران، فستجد أن الشكل العام للكوكب يحيد عن الشكل الكروي عند الوسط، وتجد أن سمك الكوكب عند الوسط به انبعاج استوائي بنسبة 10.7% من قطر الكوكب. كما أن الانبعاج الاستوائي لكوكب المشتري يكون بنسبة 6.9% من قطره.
فبذلك تحيد الكواكب عن الشكل الكروي المثالي، وتكون على شكل كرات السلة المسحوقة للأسفل في حين يجلس شخصٌ ما عليها.
وعلى الجانب الآخر تدور بعض الكواكب بسرعةٍ صغيرة وتكون صغيرة الحجم مثل الأرض والمريخ. بالفعل هم ليسوا على الشكل الكروي المثالي، ولكنهم أكثر كرويةً من زحل والمشتري. فتكون الأرض أكثر عرضًا في الوسط بنسبة 0.3% و0.6% للمريخ. وحيث إن نسبة الانبعاج أقل من 1% فبالتالي نستطيع أن نقول أن هذين الكوكبين دائريان.
وبين الحالتين، مثل كوكبي أورانوس ونبتون. فيكون الانبعاج الاستوائي لكوكب أورانوس 2.3% و1.7% لكوكب نبتون. فهذا يجعل شكلهم العام يحيد عن الشكل الكروي المثالي، ولكنهم رغم ذلك قريبان جدًا منه.
وهذا المقطع يوضح تأثير سرعة دوران أي جسم على شكله وهو الانبعاج الاستوائي أو Equatorial Bulge:
ترجمة: Mohamed Massoud
تدقيق: Mohamed Sayed Elgohary
تصميم: Wael Yassir
المصدر:
http://sc.egyres.com/Ja8zI
