นักดาราศาสตร์จะกำหนดความแตกต่างระหว่าง“ สมดุลอุทกสถิต” และ“ เกิดขึ้นเป็นทรงกลม” ได้อย่างไร?

สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับคำจำกัดความของดาวเคราะห์แคระ

ฉันคิดว่าคำตอบคือถ้าเราสามารถบอกมวลของร่างกายและคาดเดาเนื้อหา ฉันไม่พบสิ่งนี้น่าพอใจมากเพราะ (1) อาจเป็นไปไม่ได้และ (2) จะมีข้อผิดพลาดขนาดใหญ่

ฉันคิดว่าคุณกำลังถามว่า "ถ้าเรารู้รูปร่างของวัตถุเราจะทราบได้อย่างไรว่ามันอยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิตหรือไม่?" ถ้าเป็นเช่นนั้นเราอาจสงสัยว่านักดาราศาสตร์จัดประเภทบาสเก็ตบอลหรือลูกปืนในสภาวะสมดุลอุทกสถิตเนื่องจากพวกมันเป็นทรงกลมมาก

รัศมีต่ำกว่า 100 กม. คำตอบทั่วไปคือไม่ เมื่อพิจารณาจากจำนวนประชากรของวัตถุที่เป็นก้อนแบบสุ่ม (เช่นดาวเคราะห์น้อย) บางชิ้นจะอยู่ใกล้กับรูปร่างของทรงกลมโดยบังเอิญจากอุบัติเหตุ องค์ประกอบนั้นมีความสำคัญเช่นกัน - วัตถุขนาดนี้ทำจากก๊าซไฮโดรเจนจะถือว่ามีรูปร่างเป็นทรงกลมจากภาวะอุทกสถิต แต่วัตถุที่ทำจากหินอาจจะไม่ได้ เราสามารถทำการคาดการณ์ที่ดีขึ้นโดยให้ความรู้รายละเอียดเกี่ยวกับวัสดุและสภาพแวดล้อมของวัตถุ แต่สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้เสมอไปตามที่คุณกล่าวถึง สำหรับวัตถุขนาดเล็กแรงระหว่างโมเลกุลและแรงโน้มถ่วงของอะตอมจะควบคุมแรงโน้มถ่วง

เมื่อคุณไปถึงวัตถุที่มีขนาดที่แน่นอนมันจะง่ายต่อการคาดเดาเกี่ยวกับภาวะอุทกสถิต นี่ยังคงขึ้นอยู่กับบริบทเป็นอย่างมากและคุณยังคงได้รับภาวะแทรกซ้อนจากองค์ประกอบของวัสดุอุณหภูมิ ฯลฯ อย่างไรก็ตามแรงยึดติดของอะตอมมีความแข็งแรงคงที่บางส่วน ด้วยวัสดุทางดาราศาสตร์ปกติเราสามารถมั่นใจได้ว่าร่างกายอย่างดาวพฤหัสบดีอยู่ภายใต้สภาวะสมดุลอุทกสถิต

คุณสามารถประมาณลำดับความสำคัญได้โดยสมมติว่าพลังงานปรมาณูอย่างน้อยต้องใหญ่เท่ากับพลังงานความร้อน ( Hughes and Cole 1995 ) หากคุณตรวจสอบสมการที่ 5 ของกระดาษนั้นคุณจะเห็นนิพจน์ที่ชัดเจนสำหรับรัศมีที่แบ่งวัตถุทรงกลมและวัตถุทรงกลม ที่มวลบางส่วนพลังงานปรมาณูผูกพันจะกลายเป็นดาวแคระที่มีศักยภาพแรงโน้มถ่วงและคุณจะได้วัตถุทรงกลม

tl; dr - วัตถุขนาดเล็กไม่วัตถุขนาดใหญ่ใช่วัตถุขนาดกลางอาจต้องมีการสร้างแบบจำลองโดยละเอียด

เพื่อให้วัตถุท้องฟ้าเป็นทรงกลมในสภาวะสมดุลอุทกสถิตจะต้องเป็นของเหลว สมดุลอุทกสถิตไม่สมเหตุสมผลสำหรับวัตถุที่เป็นของแข็ง

ดังนั้นโลกและดาวอังคารไม่ได้อยู่ในสมดุลอุทกสถิต มันเป็นทรงกลมด้วยเหตุผลที่ดีในการเป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่มีแรงโน้มถ่วงของตัวเองเพียงพอที่จะหลีกเลี่ยงความผิดปกติขนาดใหญ่ แต่ไม่ได้รับการสนับสนุนจากความดัน (ของเหลว) แต่โดยการกดไม่ได้

ในทางกลับกันดาวพฤหัสและดวงอาทิตย์อยู่ในภาวะอุทกสถิตเนื่องจากแรงที่หลีกเลี่ยงการยุบตัวคือความดัน (ของเหลว)