Yıldızlar, gezegenler ve uydularının şekli neden küreseldir? Yerçekimi ile dönme arasındaki savaş gezegenlere yuvarlak biçimini veriyor. Antik Yunanlılar 2.000 yıl önce Dünya'nın yuvarlak olduğunu fark etti. Kendi sistemimizdeki Güneş'ten evrendeki tüm gezegenlere ve çoğu uyduya dek hepsi küredir. Güneş %99,9993 hassasiyetle küredir. Peki uzaydaki göksel nesneler neden silindirik veya küp değil de küre biçimine sahip? Ana nedeni kütleçekimi.
Önce Her Şey Eriyikti
Evrendeki kütlesi olan her nesne, maddeleri kütle merkezine doğru çeken bir yerçekimi kuvvetine sahip. Bir gezegende her şey merkeze çekilir. Dünya 4,6 milyar yıl önce erimiş bir malzemeden oluşmaya başladı. Malzeme döndükçe soğuyup katılaşırken yerçekimi malzemeyi küresel bir şekle büründürdü.
Uzayda büyük miktarda kütleyi bir araya getirdiğinizde kazanan en zayıf kuvvet olur: Kütleçekimi. Tüm materyal yerçekimsel olarak tek bir nesne olana dek büzülür. Güneş Sistemi'mizde yaklaşık 400 kilometre yarıçapın üzerindeki tüm kayalık nesneler yuvarlaktır; yarıçapı 200 kilometrenin üzerinde olan çoğu buzlu nesne de yuvarlaktır. Çünkü kayanın aksine buzu yerçekimi kuvvetiyle deforme etmek kolaydır. 200 kilometreden biraz küçük çapa sahip buzlu Mimas (üstte), yuvarlak şekle sahip uzaydaki en küçük nesnedir.
Tabii hidrostatik dengeyi de unutmamak gerek. Mimas büyük bir meteor tarafından isabet aldı ve hidrostatik dengede olmadığından yüzeyindeki fiziksel bozukluğu yerçekimiyle düzeltemiyor yani yeniden eski küreliğine dönemiyor. Hidrostatik denge, kütleçekimsel sıkıştırma ile basınç kuvvetinin dengesidir ve buzlu nesnelerde bu denge 400 km ve kayalık nesnelerde 750 km'de başlıyor. 470 kilometre yarıçaplı cüce gezegen Ceres hidrostatik dengede olduğu bilinen en küçük nesnedir.
Dahası uzaydaki tüm nesneler küre değil. Satürn'ün Hyperion uydusu patates gibi ve çoğu asteroiti de dağınık biçimlidir. Çünkü hepsi küre olmasını sağlayacak yeterli büyüklüğe ve kütleye sahip değiller.
Aşağıda 35 milyon tonluk Itokawa asteroiti var. Yalnızca 150 metre uzunluğunda ve iki farklı yoğunluktaki parçanın birleşiminden oluşuyor. Ancak Itokawa yuvarlak değil. Peki neden? Çünkü böyle küçük nesnelerde atomların ve moleküllerin birbirine uyguladığı kuvvet, yerçekimi kuvvetinden daha güçlüdür.
Ekvatordan Şişkin Olmanın Nedeni
Gezegenlerin bu şekline tam olarak basık küre diyoruz. Çünkü hepsi ortadan hafifçe şişkin. Dünya'da Kuzey Kutbu ile Güney Kutbu arası 39.931 kilometreyken ekvatorun etrafı yaklaşık 140 kilometre daha uzun. Yani Dünya tam küre değil. Diğer yandan Satürn gelir ve tüm gezegenler arasında en şişkin olanıdır. Ekvatoru kutuplardan %10'dan daha geniş. Bu şişkinlik dönme hareketinden kaynaklanıyor. Yerçekimi gezegenleri küreye çevirmeye çalışırken dönüşten doğan hız bu küreyi esnetiyor.
Bir gezegen ne kadar hızlı dönerse, o kadar az yuvarlaktır. Bir atlıkarınca hızlandığında kenarlarda durmak zorlaşır. Çünkü merkezkaç kuvveti en dıştaki kütleyi kendisinden uzaklaştırır. Gezegenlerin, yıldızların ve uyduların ekvatoru bu yüzden şişkin.
Gezegenler ve diğer göksel nesneler birbirinden farklı hızda döndüğü için ne kadar yuvarlak oldukları değişiyor. Satürn en hızlı dönen gezegen olduğundan en küresel olmayan gezegendir. Güneş ise devasa yerçekimi ve çok yavaş dönüşü nedeniyle mükemmel bir yuvarlaklığa sahip. Ekvatoru kutuptan sadece 5 km daha büyük ve bu da onu %99,9993 oranında küre yapıyor.
- 24 saatlik dönüş hızıyla Dünya %0,3'lük şişkinliğe sahip.
- Jüpiter'in dönüşü 10 saat sürer ve %0,7'lik şişkinliğe sahip.
- 243 günde bir dönen Venüs ise mükemmel bir küredir.
Nesneler de birbirinin ne kadar yuvarlak olduğunu etkiliyor. Güneş ve Ay az da olsa Dünya'nın şeklini değiştirir. Satürn gibi gaz devleri uydularına uyguladığı kütleçekimiyle onları daha az küre yapar.
