Comment les astronomes peuvent-ils déterminer la différence entre «l'équilibre hydrostatique» et «se trouve être sphérique»?

Ceci est pertinent pour la définition d'une planète naine.

Je suppose que la réponse sera, eh bien, si nous pouvons dire la masse du corps et deviner le matériau. Je ne trouve pas cela très satisfaisant car (1) peut être impossible et (2) aura une grande erreur.

gravity asteroids dwarf-planets hydrostatic-equilibrium ThePopMachine
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Il n'est pas rare qu'il soit déduit en fonction de la taille (ou potentiellement de la masse) plutôt que d'être directement mesuré par son adhésion à la sphère.

Mitch Goshorn

Vous n'avez pas besoin de deviner le matériau. À l'échelle planétaire, tous les matériaux se comportent plus ou moins comme des fluides, et la force dominante est la gravité. Il n'y a pas de "solides" à cette échelle. Le solide est un concept à petite échelle.

Florin Andrei

@FlorinAndrei: Eh bien, pour une planète drawf limite, elle est évidemment à la frontière entre l'auto-gravité dans une sphère et non. Il faut que ce soit important à ce stade.

ThePopMachine

un corps planétaire n'a pas à être en équilibre hydrostatique pour être considéré comme différencié géologiquement. Les corps quasi hydrostatiques peuvent être considérés comme des sphéroïdes comme la protoplanète 4 Vesta

Declan Konroyd

Personne ne semble comprendre de quoi parle la question.

Rob Jeffries

Réponses:

Je pense que vous demandez: "Si nous connaissons la forme d'un objet, pouvons-nous déterminer s'il est en équilibre hydrostatique?" Si c'est le cas, on peut se demander si les astronomes classent les ballons de basket-ball ou les roulements à billes comme étant en équilibre hydrostatique, car ils sont si sphériques.

En dessous d'environ 100 km de rayon, la réponse est en général non. Étant donné une population d'objets au hasard grumeleux (comme les astéroïdes), certains d'entre eux seront proches de la forme d'une sphère purement accidentelle. La composition est également importante - un objet de cette taille en hydrogène prendrait une forme sphérique à partir de l'équilibre hydrostatique, mais pas un objet en roche (comme Mathilde ci-dessous). Nous pourrions faire de meilleures prédictions étant donné une connaissance détaillée des matériaux et de l'environnement de l'objet, mais ce n'est pas toujours possible, comme vous l'avez mentionné. Pour les petits objets, les forces intermoléculaires et atomiques dominent la gravité.

Une fois que vous atteignez une certaine taille d'objet, il devient beaucoup plus facile de faire une prédiction sur l'équilibre hydrostatique. Cela dépend toujours beaucoup du contexte, et vous obtenez toujours des complications de la composition du matériau, de la température, etc. Cependant, les forces de liaison atomiques ont une certaine force fixe, mais des échelles de gravité comme la masse. Étant donné les matériaux astrophysiques ordinaires, nous pouvons être très sûrs qu'un corps comme Jupiter est en équilibre hydrostatique.

Vous pouvez faire des estimations d'ordre de grandeur en supposant que l'énergie d'interaction atomique doit être au moins aussi grande que l'énergie thermique ( Hughes et Cole 1995 ). Si vous consultez l'équation 5 de ce document, vous verrez une expression explicite pour un rayon qui divise les objets sphériques et non sphériques. À une certaine masse, l'énergie atomique de liaison devient éclipsée par le potentiel gravitationnel, et vous obtenez toujours un objet sphérique.

tl; dr - petits objets non, gros objets oui, les objets moyens peuvent nécessiter une modélisation détaillée.

xzackli
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-10

Pour qu'un corps céleste soit une sphère en équilibre hydrostatique, il doit être un fluide. L'équilibre hydrostatique n'a pas de sens pour les corps solides.

La Terre et Mars ne sont donc pas en équilibre hydrostatique. Il est sphérique pour la bonne raison d'être un corps massif où sa propre gravité est suffisante pour éviter de grandes irrégularités, mais il n'est pas soutenu par la pression (fluide), mais par l'incompressibilité (solide) et la résistance des matériaux.

D'un autre côté, Jupiter et le Soleil sont en équilibre hydrostatique puisque la force qui les évite de s'effondrer est en fait la pression (fluide).

Envite
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Je crois que le downvote (pas de moi) est parce qu'à des masses assez grandes et sur des durées assez longues, même les solides agissent comme des fluides à cet égard.

ThePopMachine

Aussi l'histoire thermique. Un corps qui est maintenant «solide» sur certaines échelles de temps était sûrement assez fluide au moment de sa formation. Après refroidissement, il est resté tel qu'il s'est formé - sphérique.

AtmosphericPrisonEscape

La Terre et Mars sont très en équilibre hydrostatique . Veuillez ne pas publier de spéculations ou d'opinions comme si elles étaient des faits, ce n'est pas Yahoo Answers. Si vous ne savez pas grand-chose sur un sujet, laissez quelqu'un d'autre qui le connaît venir et y répondre. Je m'attendais à mieux d'un utilisateur avec plus de 3000 points de réputation sur le site.

dotancohen

À l'échelle planétaire, tous les matériaux se comportent plus ou moins comme un fluide, et la force dominante est la gravité.

Florin Andrei

Selon la définition d'une planète adoptée par l'Union astronomique internationale en 2006, les planètes et les planètes naines sont des objets qui ont suffisamment de gravité pour surmonter leur propre rigidité et assumer l'équilibre hydrostatique. Donc, beaucoup d'astrophysiciens pensent que la Terre et Mars sont en équilibre hydrostatique ... La différence entre ce que vous appelez la pression des fluides et l'incompressibilité [sic] des solides semble sans conséquence, car la même physique s'applique à eux deux - tout cela change est que l'équation d'état d'un solide est beaucoup plus "difficile"; pas incompressible.

Rob Jeffries