มวลขั้นต่ำที่ต้องการคืออะไรเพื่อให้วัตถุกลายเป็นทรงกลมเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมันเอง?

มวลขั้นต่ำนี้เป็นที่รู้จักหรือไม่? หรืออาจจะเป็นในแง่ของความหนาแน่นหรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นความหนาแน่นต่ำสุดที่จะมีวัตถุทรงกลมเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมันเองคือเท่าใด

คำถามนี้ซับซ้อนกว่าที่ควรจะเป็น!

ไม่มีมวลเกณฑ์หรือความหนาแน่นเกินกว่าที่วัตถุจะกลายเป็นทรงกลมอย่างสมบูรณ์แบบ แม้ดาวมวลยวดยิ่งนั้นจะยาวเล็กน้อย ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือหลุมดำซึ่งกลมจนสมบูรณ์แบบจนกว่าคุณจะถึงระดับควอนตัม ถ้าเราต้องการคำตอบง่ายๆการเดาส่วนใหญ่จะอยู่แถว ๆมวลของโลกหรือกก. แต่นั่นเป็นค่าประมาณและขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุ 6⋅10$\frac{1}{10000}$$6\cdot10^{20}$

วัตถุที่เป็นน้ำแข็งเช่นในแถบไคเปอร์ส่วนใหญ่สามารถไปถึงจุดสมดุลได้หากมันมีระยะทางประมาณ 400 กม . ในขณะที่ดาวเคราะห์หินพัลลัสที่ระยะทาง 572 กม. มีรูปร่างที่ผิดปกติและไม่เป็นทรงกลมอย่างชัดเจน วัตถุหินทั้งหมดที่ใหญ่กว่า Pallas (และมีไม่มาก) เป็นทรงกลม

หินมีแนวโน้มที่จะแข็งแกร่งกว่าน้ำแข็ง วัตถุที่เป็นหินสามารถทนต่อแรงโน้มถ่วงของตนเองได้นานกว่าวัตถุที่เป็นน้ำแข็ง Pallas เป็นจุดตัดที่สมเหตุสมผล ดาวเคราะห์น้อยที่มีขนาดเล็กกว่าถัดไป (Vesta, Hygiea และอื่น ๆ ) เป็นทรงกลม แต่ไม่ได้อยู่ในสมดุลอุทกสถิต ในทางกลับกันดวงจันทร์ขนาดเล็กที่เป็นน้ำแข็งเช่นมิแรนดาและมิมาสอยู่ในหรือใกล้กับจุดสมดุล มิมาสมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 400 กม.

มันยุบตัวลงกลายเป็นทรงกลมมากขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่าการล่มสลายแรงโน้มถ่วงและสำหรับระบบคลาวด์ของฝุ่นละอองที่จะเกิดขึ้นเมื่อเมฆฝุ่นมากกว่ามวลกางเกงยีนส์

Megan Whewell ผู้นำทีมการศึกษาของศูนย์อวกาศแห่งชาติเขียนถึงรัศมีอื่น ๆ :

[F] หรือวัตถุที่ทำจากหินส่วนใหญ่ขนาดต่ำสุดที่จะกลายเป็นทรงกลมที่มีแรงโน้มถ่วงของตัวเองมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 600 กม. แต่สำหรับร่างกายส่วนใหญ่ทำจากน้ำแข็งขนาดขั้นต่ำคือเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 400 กิโลเมตร

เห็นได้ชัดว่าระดับการยุบตัวบางอย่างอาจเกิดขึ้นก่อนจุดนั้นวัตถุที่ไม่ใช่ของแข็งจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าและวัตถุที่ทำจากสิ่งที่แข็งแกร่งกว่าเช่นเหล็กจะต้องมีขนาดใหญ่ขึ้นด้วยเช่นกัน น้อยที่สุด.

เป็นที่น่าสังเกตว่าทรงกลมกลวงจะไม่ยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเองเนื่องจากแรงโน้มถ่วงสุทธิ ณ จุดใด ๆ ในทรงกลมนั้นมีค่าเป็นศูนย์ .

นอกจากการหมุนแล้วยังส่งผลต่อรูปร่างของวัตถุอีกด้วย ยิ่งวัตถุหมุนเร็วเท่าไรก็จะทำให้เกิดรูปร่างใหญ่ขึ้นเท่านั้น (เช่นทรงกลมแบน) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากแรงเหวี่ยงที่เส้นศูนย์สูตร ตัวอย่างคือ Haumea (ดาวเคราะห์แคระ) และ Regulus (ดาวลำดับหลัก)