Sur cette photo de Saturne, cassé par Hubble, vous pouvez voir le renflement au milieu de la planète aux anneaux. NASA/ESA/STScI/Université de Leicester C'est quelque chose que nous tenons pour acquis. Les roses sont rouges, et les planètes sont sphériques. C'est juste la façon dont les choses sont, droit? Après tout, construire des systèmes solaires modèles serait beaucoup plus difficile si, au lieu d'utiliser de petites boules de mousse, nous avons dû faire un tas de modèles de planètes en forme d'icosaèdre.
Mais vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les planètes ressemblent à ça ? Pourquoi sont-ils fondamentalement sphériques et non, dire, cylindrique ou cubique ?
Nous devrions lancer cette discussion en appelant un chat un chat. Aucune des planètes de notre système solaire n'est une sphère parfaite, ni d'ailleurs notre soleil. Tous ces corps pourraient être décrits plus précisément comme des « sphéroïdes aplatis ». Les objets avec cette forme sont légèrement bombés au milieu. Pour emprunter une analogie à l'astronome Phil Plait, ils ressemblent à un ballon de basket sur lequel quelqu'un est assis.
Plus techniquement, dans un corps céleste en forme de sphéroïde aplati, la circonférence polaire sera plus petite que celle équatoriale. Alors ici sur Terre, si vous deviez voyager du pôle Nord au pôle Sud et retour, vous auriez marché un total de 24, 812 milles (39, 931 kilomètres). D'autre part, un voyage complet autour de l'équateur serait un peu plus long. C'est parce que la circonférence de l'équateur terrestre est de 24, 900 milles (40, 070 kilomètres). En tant que tel, quand tu te tiens au niveau de la mer sur l'équateur, vous êtes plus loin du centre de notre planète que vous ne le seriez aux deux pôles.
Sur d'autres planètes, ce renflement est encore plus prononcé. Il suffit de regarder Jupiter. La Terre n'est que 0,3 % plus large à l'équateur qu'elle ne l'est d'un pôle à l'autre. Mais les mesures de Jupiter montrent une disparité beaucoup plus grande. En effet, les astronomes ont découvert que cette planète de taille plus est 7 % plus large à son équateur qu'elle ne l'est entre les pôles.
La forme sphéroïde aplatie est le résultat de deux facteurs principaux :la gravité et la rotation. Troy Charpentier, directeur de l'observatoire Goldendale de l'État de Washington, récemment discuté de la question avec nous dans un échange de courriels. "Tout ce qui a une masse subit la gravité, et la gravité tente d'écraser un objet vers l'intérieur dans toutes les directions, " explique Carpenter.
C'est parce que tous les objets subissent l'auto-gravité, une force qui tire leurs atomes vers un centre commun. Lorsque la masse d'un objet augmente, il en va de même de son attraction auto-gravitationnelle. Après avoir dépassé une certaine masse, la traction devient accablante au point où l'objet s'effondre sur lui-même et devient sphérique. Petits objets - comme, dire, une banane ou une clé à ergot - peuvent résister à ce sort car leur auto-gravité est relativement faible, leur permettant de conserver des formes non sphéroïdes. Cependant, dans les planètes, soleils et autres corps vraiment massifs, la force est si forte qu'ils ne peuvent éviter d'être déformés en sphéroïdes.
"Mais la gravité n'est pas toute l'histoire, " dit Carpenter. Alors que la gravité conspire pour rendre les planètes sphériques, la vitesse de leurs rotations essaie en même temps de les aplatir. Plus un corps céleste tourne vite, plus son renflement équatorial est disproportionné. "C'est pourquoi il n'y a pas de sphères parfaites dans notre système solaire... seulement des sphéroïdes aplatis, " Carpenter nous dit. " Le soleil est presque une sphère parfaite, en raison de son immense gravité et de sa vitesse de rotation relativement lente de 25 jours. Un pourcentage important d'étoiles dans le ciel tournent beaucoup plus vite et se gonflent sensiblement à leurs équateurs."
Étoiles, comme Altair photographié ici, sont sujets à des renflements du ventre, trop. NASA/JPL/Caltech/Steve Golden Une de ces étoiles est Altair. Situé à seulement 16,8 années-lumière de notre planète natale, c'est l'un des objets les plus brillants du ciel nocturne. Altair est également remarquable pour la filature très, très rapidement et effectue une rotation complète sur son axe toutes les 10,4 heures terrestres. Par conséquent, les astronomes estiment qu'Altaïr est au moins 14% plus large à l'équateur qu'il ne l'est d'un pôle à l'autre. La vitesse de rotation explique également le renflement de Jupiter. Après tout, une journée sur cette géante gazeuse dure 9,9 heures terrestres.
D'autres forces agissent également sur les étoiles et les planètes, modifier leurs formes. Bien que la Terre soit un sphéroïde aplati, ce n'est certainement pas parfait. L'attraction gravitationnelle du soleil et de la lune influence toutes deux la forme de la planète dans une certaine mesure. D'ailleurs, il en va de même de la tectonique des plaques de la Terre. Par conséquent, la masse de notre monde d'origine n'est pas uniformément répartie - en fait, c'est plutôt grumeleux.
Toujours, il semble beaucoup plus rond que Jupiter (et Saturne). À son tour, les planètes de notre univers semblent bien plus sphériques que certaines de leurs lunes. Mars, par exemple, a deux petits satellites, ni l'un ni l'autre n'a l'auto-gravité pour être entraîné dans un sphéroïde aplati. Au lieu, leur apparence est souvent décrite comme en forme de pomme de terre.
En conclusion, nous dirons ceci pour notre planète natale :ce n'est peut-être pas parfait, mais au moins l'endroit est assez bien arrondi.
MAINTENANT C'EST INTÉRESSANTDans la franchise Superman de DC Comics, le personnage notoire de Bizarro est originaire d'un corps céleste appelé Htrae. Aussi connu sous le nom de Bizarro World (allez comprendre), la planète a la forme d'un gigantesque cube. Selon le professeur de physique et fan de bandes dessinées James Kakalios, un endroit comme Htrae devrait être minuscule dans la vraie vie. "[La] distance moyenne du centre de la planète Bizarro à l'une de ses faces ne peut pas dépasser 300 miles (483 kilomètres), si c'est pour éviter de se déformer en sphère, " Kakalios écrit dans son livre " La physique des super-héros. " Par comparaison, l'état du Texas fait plus de 770 milles (1, 239 kilomètres) de long d'est en ouest. A cette petite taille, Htrae n'aurait pas assez d'attraction gravitationnelle pour maintenir sa propre atmosphère.
