Jak astronomowie mogą określić różnicę między „równowagą hydrostatyczną” a „po prostu kulistym”?

Ma to znaczenie dla definicji planety karłowatej.

Zakładam, że odpowiedź brzmi, cóż, jeśli możemy powiedzieć masę ciała i odgadnąć materiał. Nie uważam tego za bardzo zadowalające, ponieważ (1) może być niemożliwe, a (2) będzie miał duży błąd.

gravity asteroids dwarf-planets hydrostatic-equilibrium ThePopMachine
źródło

Często zdarza się, że można go wywnioskować na podstawie wielkości (lub potencjalnie masy), a nie bezpośrednio zmierzyć na podstawie zgodności z kulistością.

Mitch Goshorn,

Nie musisz zgadywać materiału. W skali planetarnej wszystkie materiały zachowują się mniej więcej tak, jak płyny, a dominującą siłą jest grawitacja. W tej skali nie ma „ciał stałych”. Solid to koncepcja na małą skalę.

Florin Andrei,

@FlorinAndrei: Cóż, dla granicznej planety z ciągnieniem, to oczywiście na granicy między grawitacją w sferę, a nie. Musi się zdarzyć, że w tym momencie ma znaczenie materiał.

ThePopMachine,

ciało planetarne nie musi znajdować się w równowadze hydrostatycznej, aby uznać je za zróżnicowane geologicznie. Ciała

prawie

Wydaje się, że nikt nie rozumie, o co chodzi w tym pytaniu.

Rob Jeffries,

Odpowiedzi:

Myślę, że pytasz: „Jeśli znamy kształt obiektu, czy możemy ustalić, czy jest on w równowadze hydrostatycznej?” Jeśli tak, można się zastanawiać, czy astronomowie klasyfikują koszykówki lub łożyska kulkowe jako znajdujące się w równowadze hydrostatycznej, ponieważ są tak kuliste.

Poniżej promienia około 100 km odpowiedź brzmi „nie”. Biorąc pod uwagę pewną populację losowo wysklepionych obiektów (takich jak asteroidy), niektóre z nich będą przypadkowo zbliżone do kształtu kuli. Kompozycja ma również znaczenie - przedmiot tej wielkości wykonany z gazowego wodoru przybierałby kulisty kształt z równowagi hydrostatycznej, ale obiekt wykonany ze skały może nie (jak Mathilde poniżej). Możemy dokonać lepszych prognoz, podając szczegółową wiedzę o materiałach i otoczeniu obiektu, ale nie zawsze jest to możliwe, jak wspomniałeś. W przypadku małych obiektów siły grawitacyjne dominują siły międzycząsteczkowe i atomowe.

Po osiągnięciu określonego rozmiaru obiektu znacznie łatwiej jest przewidzieć równowagę hydrostatyczną. Jest to nadal bardzo zależne od kontekstu, a komplikacje materiału, temperatura itp. Wciąż powodują komplikacje. Jednak siły wiązania atomowego mają pewną stałą siłę, ale skala grawitacji przypomina masę. Biorąc pod uwagę zwykłe materiały astrofizyczne, możemy być bardzo pewni, że ciało takie jak Jowisz znajduje się w równowadze hydrostatycznej.

Możesz dokonać oszacowań rzędu wielkości, zakładając, że energia oddziaływania atomowego musi być co najmniej tak duża jak energia cieplna ( Hughes i Cole 1995 ). Jeśli sprawdzisz równanie 5 tego artykułu, zobaczysz wyraźne wyrażenie dla promienia, który dzieli obiekty sferyczne i niesferyczne. Przy pewnej masie wiążąca energia atomowa zostaje przyćmiona przez potencjał grawitacyjny i zawsze otrzymujesz sferyczny obiekt.

tl; dr - małe obiekty nie, duże obiekty tak, średnie obiekty mogą wymagać szczegółowego modelowania.

xzackli
źródło

-10

Aby ciało niebieskie było kulą w równowadze hydrostatycznej, musi być płynem. Równowaga hydrostatyczna nie ma sensu dla ciał stałych.

Zatem Ziemia i Mars nie są w równowadze hydrostatycznej. Jest kulisty z tego powodu, że jest masywnym ciałem, gdzie jego grawitacja wystarcza, aby uniknąć dużych nieregularności, ale nie jest on wspierany przez (płynne) ciśnienie, ale przez (stałe) nieściśliwość i odporność materiałową.

Z drugiej strony Jowisz i Słońce znajdują się w równowadze hydrostatycznej, ponieważ siła, która zapobiega ich zapadaniu się, jest w rzeczywistości (płynnym) ciśnieniem.

ZAPRASZAM
źródło

Uważam, że głosowanie negatywne (nie ode mnie) jest spowodowane tym, że w wystarczająco dużych masach i przez wystarczająco długi czas nawet ciała stałe zachowują się jak płyny pod tym względem.

ThePopMachine

Także historia termiczna. Ciało, które jest teraz „stałe” w pewnych przedziałach czasowych, z pewnością było dość płynne w czasie jego powstawania. Po schłodzeniu pozostał tak, jak się uformował - kulisty.

AtmosphericPrisonEscape

Ziemia i Mars są bardzo w równowadze hydrostatycznej . Nie publikuj spekulacji ani opinii tak, jakby były faktami, to nie są odpowiedzi Yahoo. Jeśli nie wiesz dużo na dany temat, pozwól komuś, kto wie, przyjść i odpowiedzieć. Oczekiwałbym lepiej od użytkownika o ponad 3000 reputacjach na stronie.

dotancohen,

W skali planetarnej wszystkie materiały zachowują się mniej więcej jak płyn, a dominującą siłą jest grawitacja.

Florin Andrei,

Zgodnie z definicją planety przyjętą przez Międzynarodową Unię Astronomiczną w 2006 r. Planety i planety karłowate są obiektami o wystarczającej grawitacji, aby pokonać własną sztywność i przyjąć równowagę hydrostatyczną. Tak więc całkiem sporo astrofizyków uważa, że Ziemia i Mars znajdują się w równowadze hydrostatycznej ... Różnica między tym, co nazywacie ciśnieniem płynu a nieściśliwością (ciskiem) ciał stałych, nie wydaje się mieć żadnego znaczenia, ponieważ ta sama fizyka dotyczy ich obu - wszystko to się zmienia jest to, że równanie stanu dla bryły jest znacznie „trudniejsze”; nieściśliwy.

Rob Jeffries,