惑星の形:重力の役割を理解する

重力は、惑星がなぜ丸いのかを理解する上での中心です。重力はすべてを質量中心に向かって引っ張ります。惑星が形成されるとき、それはガス、塵、岩石の集合体として始まります。これらの物質が集まると、重力によって中心に向かって引き寄せられます。降着として知られるこのプロセスは、物質を圧縮し、加熱します。ここでは、金属などの密度の高い材料が中心に向かって沈み、ケイ酸塩などの軽い材料が表面に浮き上がります。この差別化は質量のより均一な分布に寄与し、球形の作成に役立ちます。重力があらゆる方向から均等に引っ張られるため、最終的に物質は球形を形成し、凹凸が滑らかになります。

惑星は定義上丸い

丸いということは、実際には惑星であるという定義に含まれています。より具体的に言うと、すべての惑星は静水圧平衡状態で存在します。

天体の命名と定義に関して世界的に認められた権威である国際天文学連合 (IAU) によると、太陽系の惑星として分類されるには、天体が次の基準を満たしている必要があります。

冥王星は丸いです。太陽の周りを周回しており、静水圧平衡が保たれています。しかし、それは準惑星であり、軌道上から破片を取り除いていないため、惑星ではありません。

惑星が完全に丸くない理由

惑星は球形ですが、完全な円形ではありません。それらはわずかに平らで、赤道で膨らみます。完全な真円度からの逸脱を引き起こす主な要因は 2 つあります。

太陽系で最も丸い惑星と最も丸い惑星

全体として、惑星は丸いです。しかし、完全な球体は存在しません。

• 最も丸い惑星: 金星と水星は太陽系で最も球形の惑星ですが、自転による平坦化はごくわずかです。
• 最も丸い惑星 :土星と木星は最も丸い惑星です。特に土星には、赤道面の膨らみが顕著です。

全体として、最も丸い惑星は地球型惑星 (水星、金星、地球、火星) です。比較的遅い回転速度がその真円度に貢献しますが、地形や重力の変動などの要因により不規則性が生じます。氷の惑星（海王星と天王星）も比較的球形です。これらは金星よりも速く回転しますが、木星や土星のような巨大ガス惑星に比べて回転平坦化の影響はあまり受けません。

地球はどのくらい丸いですか?

地球は完全な球体ではありません。自転しているため、赤道方向に膨らみがあります。赤道の直径は、極間の直径よりも約 43 キロメートル大きいです。厳密に言えば、地球は扁平回転楕円体です。

なぜ一部の惑星は他の惑星よりも丸いのでしょうか?

惑星の丸さを決定する主な要素は、その大きさ、構成、および回転速度です。

太陽系の中で、地球型惑星である金星は、自転が遅いため、最も球形の惑星の 1 つです。一方、土星のような巨大ガス惑星は、その急速な自転により、極で顕著な平坦化が見られます。

惑星の膨らみの簡単なデモンストレーション

惑星がわずかに膨らむ理由を説明する簡単なデモンストレーションでは、柔らかく展性のあるボール (生地や粘土で作られたような) をターンテーブル上で回転させています。ボールはゆっくり回転すると丸い形を保ちます。しかし、速度を上げると、遠心力により極で平らになり、赤道で膨らみ始めます。

太陽は丸いですか?

太陽も惑星と同様、重力の影響で丸いです。ただし、流体の塊であるため、磁場や太陽風の影響で形状がわずかに歪みます。太陽は非常に速く回転していますが、重力が遠心力の影響を克服しているため、太陽はほぼ球形です。

オールスターは丸いですか?

ほとんどの星は惑星や太陽と同じ理由で丸いです。ただし、一部の星には大きな膨らみがあります。その一例は、急速に回転する恒星レグルスであり、赤道での回転速度が時速約 70 万マイルであるため、赤道に大きな膨らみがあります。対照的に、太陽の自転は時速約 4,500 マイルです。

月は丸いですか?

惑星の周りの衛星の多くは丸いですが、すべてが丸いわけではありません。衛星の真円度は、惑星の真円度と同様に、その大きさとその結果として生じる重力に大きく依存します。

月を周回

丸い衛星は通常、静水圧平衡状態にあり、重力が十分に強いため、ほぼ球形の形になります。これは通常、より大きな衛星で発生します。例としては次のようなものがあります。

丸くない衛星

小さな衛星は、重力が物質の剛性に打ち勝つのに十分な質量を持たないことが多く、その結果、非球形になります。例は次のとおりです。

丸みがある（または欠けている）理由

月が丸いかどうかは主にその大きさと質量によって決まります。これらは、月がその物質の構造的剛性を克服して球形をとるのに十分な重力を持っているかどうかを決定します。大きな衛星は一般的に丸いのに対し、小さな衛星は不規則な形をしていることが多いのはこのためです。

• サイズと質量 :衛星が大きくなり、質量が大きくなると、重力が強くなり、月が球形に引き込まれます。このプロセスは、惑星を形成するプロセスと同じです。
• 構成 :月の組成は、月が丸くなる能力に影響します。たとえば、氷でできた衛星は、岩石でできた衛星よりも容易に静水圧平衡に達します。これは、氷の剛性が低く、重力の影響で形状が変形しやすいためです。
• 地質活動 :場合によっては、地質活動が月の丸さに寄与していることがあります。たとえば、月に活発な火山活動や地殻変動がある場合、時間の経過とともに表面の形状が変化し、より球形になる可能性があります。

小惑星と準惑星は丸いですか?

一般に、準惑星は丸いです。ほとんどの小惑星は丸くない。彗星やその他の小さな天体は丸くありません。

天体が丸いという正確な大きさのガイドラインはありません。静水圧平衡に達する (つまり丸くなる) 閾値は、組成、温度、内部構造などのいくつかの要因に依存するためです。

参考文献

• 稲葉、S.ウェザリル、GW。生駒正史（2003）。 「巨大ガス惑星の形成：断片化と惑星エンベロープを伴うコア降着モデル」。 イカロス 。 166 (1):46–62。 doi:10.1016/j.icarus.2003.08.001
• モンメルル、ティエリー;オージュロー、ジャン＝シャルル。マーク・ショーシドン。ら。 （2006年）。 「太陽系の形成と初期進化：最初の1億年」。 地球、月、惑星 。 98 (1-4):39-95。土井:10.1007/s11038-006-9087-5
• 中本大志;中川祐嗣（1994）。 「原始惑星系円盤の形成、初期進化、重力安定性」。 天体物理ジャーナル 。 421:640-650。土井:10.1086/173678
• トーマス、P.C. (2010)。 「カッシーニの公称ミッション後の土星衛星のサイズ、形状、および派生特性」。 イカロス 。 208 (1):395–401。 doi:10.1016/j.icarus.2010.01.025
• Wieczorek、MA (2015)。ジェラルド・シューベルト（編）、「10.05 – 地球型惑星の重力と地形」。 地球物理学に関する論文 (第2版)。オックスフォード：エルゼビア。 ISBN 978-0-444-53803-1。