Ketika kita melihat Tata Surya, kita melihat benda-benda dari semua ukuran, dari butiran debu kecil hingga planet raksasa dan Matahari. Ciri umum dari benda-benda ini adalah bahwa benda-benda besar (kurang lebih) bulat, dan benda-benda kecil bentuknya tidak beraturan. Tapi kenapa?
Jawaban atas pertanyaan mengapa benda besar berbentuk bulat bermuara pada pengaruh gravitasi. Gaya tarik gravitasi suatu benda selalu mengarah ke pusat massanya. Semakin besar objek, semakin besar massanya dan semakin besar tarikan gravitasinya.
Untuk benda padat, gaya ini melawan gaya benda itu sendiri. Misalnya, gaya ke bawah yang Anda rasakan karena gravitasi bumi tidak menarik Anda ke pusat bumi. Ini karena tanah mendorong Anda kembali - kekuatan yang terlalu besar untuk memungkinkan Anda jatuh melaluinya.
Namun, kekuatan Bumi memiliki batasnya. Bayangkan sebuah gunung besar, seperti Gunung Everest, yang semakin lama semakin besar saat lempeng planet saling bertabrakan. Saat Everest semakin tinggi dan tinggi, berat badannya meningkat sedemikian rupa sehingga dia mulai melorot. Berat tambahan akan mendorong gunung turun ke mantel bumi, membatasi ketinggiannya.
Jika Bumi seluruhnya terdiri dari lautan, Everest hanya akan tenggelam ke pusat Bumi (menggantikan semua air yang dilaluinya). Setiap daerah di mana air sangat melimpah akan tenggelam ke bawah di bawah pengaruh gravitasi bumi. Daerah di mana air sangat langka akan terisi dengan air yang diperas dari tempat lain, membuat Bumi-lautan imajiner menjadi bulat sempurna.
Tapi masalahnya, gravitasi sebenarnya sangat lemah. Sebuah benda harus berukuran sangat besar sebelum dapat mengerahkan tarikan gravitasi yang cukup kuat untuk mengatasi kekuatan bahan yang membuatnya. Oleh karena itu, benda padat kecil (berdiameter meter atau kilometer) memiliki gaya tarik gravitasi yang terlalu lemah untuk mendapatkan bentuk bola.
Ketika sebuah benda menjadi cukup besar sehingga gravitasi menang – mengatasi gaya dari bahan pembuatnya – ia akan cenderung menarik semua bahan benda menjadi bentuk bola. Bagian benda yang terlalu tinggi akan tertarik ke bawah, menggusur material di bawahnya sehingga menyebabkan bagian yang terlalu rendah terdorong keluar.
Ketika bentuk bola tercapai, kita mengatakan bahwa objek berada dalam "keseimbangan hidrostatik". Tetapi seberapa kuatkah benda itu untuk mencapai kesetimbangan hidrostatik? Itu tergantung pada apa yang terbuat dari. Sebuah objek yang hanya terdiri dari air cair dapat dengan mudah mengatasi tugas ini, karena pada kenyataannya tidak ada gaya - molekul air dapat dengan mudah dipindahkan.
Sementara itu, sebuah benda yang terbuat dari besi murni harus jauh lebih masif agar gravitasinya dapat mengatasi gaya internal besi. Di Tata Surya, diameter ambang batas yang diperlukan agar benda es menjadi bulat setidaknya 400 km, dan untuk benda yang sebagian besar terdiri dari bahan yang lebih kuat, ambang batas ini bahkan lebih besar. Bulan Saturnus Mimas memiliki bentuk bulat dan diameter 396 km. Saat ini, itu adalah objek terkecil yang kita ketahui yang dapat memenuhi kriteria ini.
Tetapi semuanya menjadi lebih rumit jika Anda ingat bahwa semua benda memiliki kecenderungan untuk berputar atau bergerak di ruang angkasa. Jika sebuah benda berotasi, lokasi di ekuatornya (titik di tengah antara dua kutub) mengalami tarikan gravitasi yang sedikit lebih sedikit daripada lokasi di dekat kutub.
Akibatnya, bentuk bola sempurna yang diharapkan dalam kesetimbangan hidrostatik bergeser ke apa yang dikenal sebagai "bola pipih" - ketika sebuah objek lebih lebar di khatulistiwa daripada di kutub, khususnya, ini berlaku untuk Bumi kita. Semakin cepat objek berputar di ruang angkasa, semakin dramatis efek ini. Saturnus, yang kurang padat daripada air, berputar pada porosnya setiap sepuluh setengah jam (dibandingkan dengan siklus 24 jam Bumi yang lebih lambat). Akibatnya, itu jauh lebih bulat daripada Bumi. Diameter ekuator Saturnus hanya lebih dari 120 km, dan diameter kutubnya hanya lebih dari 500 km. Ini perbedaan hampir 108 ribu km!
Beberapa bintang bahkan lebih ekstrim. Bintang terang Altair adalah salah satu keanehan tersebut. Itu berputar sekali setiap 9 jam atau lebih. Sangat cepat sehingga diameter ekuatornya 25% lebih besar dari jarak antar kutub!
Sederhananya, alasan objek astronomi besar berbentuk bulat (atau hampir bulat) adalah karena mereka cukup besar sehingga tarikan gravitasinya dapat mengatasi kekuatan bahan penyusunnya.
Baca juga:
- Jenis supernova baru telah ditemukan: itu adalah kombinasi dari bintang yang sekarat dan pendampingnya
- Bukan bintang atau planet: para ilmuwan telah menemukan katai coklat yang aneh di Bima Sakti