Почему звездные системы плоские, а планеты сферические?

Форма определяется путем минимизации энергии системы при фиксированном значении углового момента .

Термины энергии, очевидно, включают (отрицательную) гравитационную потенциальную энергию, вращательную и внутреннюю кинетическую энергию составляющих (материала планеты или газа и звезд галактики).

При отсутствии значительного вращения энергия минимизируется в симметричном сферическом сценарии. Это касается планет. Любая попытка коллапса вдоль оси уменьшит потенциальную энергию, но за счет еще большего повышения внутренней энергии газа/жидкости/материала, из которых состоит планета. Сказав это, такие планеты, как Юпитер, вращаются достаточно быстро, чтобы быть явно не сферическими.

Вы можете подумать, что подобный аргумент применим к галактике. Однако происходит то, что увеличивающаяся внутренняя энергия газа (примечание: важно отметить, что сплющивание произошло до того, как сформировалось большинство звезд) в протогалактике могла излучаться в виде фотонов. Т.е. газ нагревается и излучает. Это позволяет произойти коллапсу, но в результате получается диск для сохранения углового момента.

Теперь вы можете сказать, почему то же самое не происходит с планетой? Ответ связан с соотношением между внутренней энергией вещества планеты и его плотностью. Скалистые планеты состоят из относительно несжимаемого материала, внутренняя энергия (давление) которого резко возрастает, если их сжать. Газовые гиганты более сжимаемы и больше похожи на галактики, но их центры определяются давлением вырождения электронов. Такие объекты не могут излучать большую часть своей внутренней энергии, и если она преобладает над энергией вращения, они остаются почти сферическими, и любой коллапс прекращается.

Когда планетарная система формируется из вращающегося облака газа и обломков, гравитационная сила действует во всех трех измерениях, но центробежная сила вращения компенсирует гравитацию только в двух измерениях плоскости вращения. Таким образом, со временем размер в третьем измерении (толщина вращающегося диска) уменьшается под действием гравитации, делая планетарную систему плоской.

Напротив, когда формируется планета, гравитация компенсируется давлением во всех трех измерениях. Любое отклонение от сферической формы создает дисбаланс давления, поэтому со временем форма имеет тенденцию становиться примерно сферической в ​​зависимости от размера и материала. Например, в астероидах силы тяжести недостаточно, чтобы повлиять на форму материала, поэтому они обычно имеют случайную форму. Планеты, состоящие из газа или жидкости, будут иметь более однородную сферическую форму без «гор» на поверхности.

Разумеется, вращение планеты создает центробежную силу, растягивающую форму планеты на экваторе от идеально сферической.

Что ж, в какой-то степени это относится и к планетам. Земля немного выпячена на экваторе из-за вращательного движения. Итак, именно вращение делает системы плоскими.

Гравитация связана с «минимальной площадью поверхности для данного объема». то есть сферическая форма

Прямо противоположным является «максимальная площадь поверхности для данного объема», которая имеет форму плоского / диска / блюдца. На самом деле это лист/плоскость, но хранить что-то внутри листа нецелесообразно, так что рядом стоит диск.

сбалансированная/противоположная/экранированная гравитация связана с этой противоположной формой, которая включает в себя - солнечные системы, галактики и НЛО :).

Форма, кажется, дает намек, почему НЛО (правильно) изображаются в форме блюдца.