2015年5月4日

大小有什麼差別?(下)

為什麼天體有些是球狀?有些又是不規則狀的呢?原來也和大小有關!

作者/陳文屏(中央大學天文所、物理系)

天體的大小與形狀天體撞擊能量驚人,但這跟天體形狀有何關係呢?首先地球從小是打大的,我常開玩笑說天體形成過程沒有所謂愛的教育。太陽系當中的行星、衛星既然都是「由小而大」吸聚而成, 過程釋放出巨大能量,那麼剛誕生時撞擊頻繁,天體處於熔融狀態,等到撞擊稍歇,才冷卻成固態。以地球來說,大約45億6700萬年前形成,當時處於槍林彈雨的環境,尤其38~41億年前更有大量轟擊,之後才固化。

天體的大小影響了熔融之後再固化的快慢。體積較大的天體表面積相對較小,所以散熱較慢,有足夠時間以引力拉成球體。相對來說,小型天體冷卻快速,尚未拉成球形就已經凝固。這是為什麼太陽、地球、木星、火星,甚至月球都是球體。而小行星、彗星核心等小天體則形狀不規則。但是怎麼樣才「夠大」呢?

伽利略發現的木星四大衛星, 直徑都在3000到5000多公里,另外土星的最大衛星泰坦(土衛六),直徑也超過5000公里, 它們也都近乎球形。

土星最大的衛星:泰坦,直徑超過5000公里,外觀為球形,擁有濃厚大氣層(表面大氣壓146 kPa, 稍微大於地球表面的101 kPa), 成分絕大部分為氮氣,也有少數甲烷。相比之下,火星直徑將近7000公里,但是因為離太陽近,平均溫度高些,氣體分子運動較快,引力比較不容易抓住,大氣也就稀薄得多(0.6 kPa),約略是地球的百分之一。......【更多內容請閱讀科學月刊第545期】

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