In che modo gli astronomi possono determinare la differenza tra "equilibrio idrostatico" e "sembra essere sferico"?

Questo è rilevante per la definizione di un pianeta nano.

Presumo che la risposta sarà, beh, se possiamo dire la massa del corpo e indovinare il materiale. Non lo trovo molto soddisfacente perché (1) potrebbe essere impossibile e (2) avrà un grosso errore.

— ThePopMachine
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Non è raro che sia dedotto in base alle dimensioni (o potenzialmente alla massa) piuttosto che essere misurato direttamente dalla sua aderenza all'essere sferico.

— Mitch Goshorn,

Non è necessario indovinare il materiale. Su scala planetaria, tutti i materiali si comportano più o meno come fluidi e la forza dominante è la gravità. Non ci sono "solidi" su quella scala. Solido è un concetto su piccola scala.

— Florin Andrei,

@FlorinAndrei: Beh, per un pianeta borderline limite, è ovviamente su un confine tra l'auto-gravitazione in una sfera e non. Deve essere il caso che sia importante quale sia il materiale a quel punto.

— ThePopMachine

un corpo planetario non deve essere in equilibrio idrostatico per essere considerato geologicamente differenziato. I corpi quasi idrostatici possono essere visti come sferoidi come il protoplanet 4 Vesta

— Declan Konroyd,

Nessuno sembra capire di cosa si tratti.

— Rob Jeffries,

Risposte:

Penso che tu stia chiedendo: "Se conosciamo la forma di un oggetto, possiamo determinare se è in equilibrio idrostatico?" In tal caso, ci si potrebbe chiedere se gli astronomi classifichino palloni da basket o cuscinetti a sfera come in equilibrio idrostatico, poiché sono così sferici.

Al di sotto di circa 100 km nel raggio, la risposta è in generale no. Data una popolazione di oggetti casualmente grumosi (come gli asteroidi), alcuni di loro saranno vicini alla forma di una sfera puramente per incidente. Anche la composizione conta - un oggetto di queste dimensioni fatto di idrogeno gassoso assumerebbe una forma sferica dall'equilibrio idrostatico, ma un oggetto fatto di roccia potrebbe non (come Mathilde sotto). Potremmo fare previsioni migliori data la conoscenza dettagliata dei materiali e dell'ambiente dell'oggetto, ma questo non è sempre possibile, come hai detto. Per piccoli oggetti, le forze intermolecolari e atomiche dominano la gravità.

Una volta raggiunta una certa dimensione dell'oggetto, diventa molto più facile fare una previsione sull'equilibrio idrostatico. Questo è ancora molto dipendente dal contesto e si hanno ancora complicazioni dalla composizione del materiale, dalla temperatura, ecc. Tuttavia, le forze di legame atomico hanno una forza fissa, ma le scale di gravità come la massa. Dati i normali materiali astrofisici, possiamo essere certi che un corpo come Giove è in equilibrio idrostatico.

È possibile effettuare alcune stime dell'ordine di grandezza assumendo che l'energia di interazione atomica debba essere almeno pari all'energia termica ( Hughes e Cole 1995 ). Se dai un'occhiata all'equazione 5 di quel documento, vedrai un'espressione esplicita per un raggio che divide oggetti sferici e non sferici. Ad una certa massa, l'energia atomica vincolante viene sminuita dal potenziale gravitazionale e si ottiene sempre un oggetto sferico.

tl; dr - piccoli oggetti no, grandi oggetti sì, gli oggetti medi possono richiedere una modellazione dettagliata.

— xzackli
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-10

Perché un corpo celeste sia una sfera in equilibrio idrostatico, deve essere un fluido. L'equilibrio idrostatico non ha senso per i corpi solidi.

Quindi Terra e Marte non sono in equilibrio idrostatico. È sferico per la buona ragione di essere un corpo massiccio in cui la sua stessa gravità è sufficiente per evitare grandi irregolarità, ma non è supportata dalla pressione (fluida), ma dall'incomprimibilità (solida) e dalla resistenza materiale.

D'altra parte, Giove e il Sole sono in equilibrio idrostatico poiché la forza che evita il loro collasso è in realtà una pressione (fluida).

— envite
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Credo che il downvote (non da parte mia) sia dovuto al fatto che a masse abbastanza grandi e per periodi abbastanza lunghi, anche i solidi si comportano come fluidi in questo senso.

— ThePopMachine

Anche storia termale. Un corpo che ora è "solido" su determinate scale temporali era sicuramente piuttosto fluido al momento della sua formazione. Dopo il raffreddamento è rimasto nel modo in cui si è formato - sferico.

— AtmospherPrisonEscape

Terra e Marte sono molto in equilibrio idrostatico . Si prega di non pubblicare speculazioni o opinioni come se fossero fatti, non si tratta di Yahoo Answers. Se non sai molto di un argomento, allora lascia che qualcun altro lo sappia e rispondi. Mi sarei aspettato di meglio da un utente con oltre 3000 reputazione sul sito.

— dotancohen,

Su scala planetaria, tutti i materiali si comportano più o meno come un fluido e la forza dominante è la gravità.

— Florin Andrei,

Secondo la definizione di un pianeta adottata dall'Unione Astronomica Internazionale nel 2006, i pianeti e i pianeti nani sono oggetti che hanno una gravità sufficiente per superare la propria rigidità e assumere l'equilibrio idrostatico. Quindi un sacco di astrofisici pensano che Terra e Marte siano in equilibrio idrostatico ... La differenza tra ciò che si definisce pressione del fluido e l'incomprimibilità dei solidi non sembra avere alcuna conseguenza, poiché la stessa Fisica si applica a entrambi - tutto ciò che cambia è che l'equazione di stato per un solido è molto "più dura"; non incomprimibile.

— Rob Jeffries,