Was ist die Mindestmasse, die erforderlich ist, damit Objekte aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft kugelförmig werden?

Eisige Objekte, wie die meisten im Kuipergürtel, können ein Gleichgewicht erreichen, wenn sie einen Durchmesser von etwa 400 km haben, während der felsige Asteroid Pallas bei 572 km eindeutig eine unregelmäßige, nichtsphärische Form hat. Alle felsigen Objekte, die größer als Pallas sind (und es gibt nicht viele), sind kugelförmig.

Fels ist tendenziell stärker als Eis. Felsige Objekte können ihrer eigenen Schwerkraft länger standhalten als eisige. Pallas ist ein vernünftiger Schnittpunkt. Die nächstkleineren Asteroiden (Vesta, Hygiea etc) sind rundlich, aber nicht im hydrostatischen Gleichgewicht. Andererseits befinden sich kleine, eisige Monde wie Miranda und Mimas im oder nahe am Gleichgewicht. Mimas hat einen Durchmesser von knapp 400 km.

Diese Frage ist komplizierter, als es scheint, wie es sein sollte!

Es gibt keine Schwellenmasse oder -dichte, jenseits derer ein Objekt perfekt kugelförmig wird; sogar supermassereiche Sterne sind leicht länglich. Die einzige Ausnahme sind schwarze Löcher, die perfekt aufgerundet werden, bis Sie die Quantenebene erreichen. Wenn wir eine einfache Antwort wollen, liegen die meisten Vermutungen irgendwo in der Nähe$\frac{1}{10000}$die Masse der Erde, bzw$6\cdot10^{20}$kg, aber das ist sehr ungefähr und hängt von der Zusammensetzung des Objekts ab.

Es fällt in sich zusammen und wird kugelförmiger. Dieser Vorgang wird als Gravitationskollaps bezeichnet und tritt bei einer Staubwolke auf, wenn die Staubwolke größer als die Jeansmasse ist .

Megan Whewell, Moderatorin des Bildungsteams des National Space Center, schreibt über andere Radien :

[F]or Körper, die hauptsächlich aus Gestein bestehen, beträgt die Mindestgröße, um eine selbstgravitierende Kugel zu werden, einen Durchmesser von etwa 600 km. Für Körper, die hauptsächlich aus Eis bestehen, beträgt die Mindestgröße jedoch einen Durchmesser von etwa 400 km.

Offensichtlich kann es vor diesem Punkt zu einem gewissen Einsturz kommen, nicht feste Objekte müssten größer sein, und Objekte aus stärkerem Material wie Stahl müssen ebenfalls größer sein, aber das gibt eine Vorstellung von der notwendigen Größenordnung für Festkörper am wenigsten.

Es ist erwähnenswert, dass eine Hohlkugel nicht unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbricht, da die Netto-Schwerkraft an jedem Punkt innerhalb einer Kugel Null ist, wobei die größere Masse des weiter entfernten Teils der Hülle der geringeren Masse des näheren Teils entgegenwirkt .

Neben der Masse beeinflusst die Drehung auch die Form eines Objekts. Je schneller sich das Objekt dreht, desto abgeflachter (wie eine abgeflachte Kugel) ist es. Dies geschieht aufgrund der Zentrifugalkraft an seinem Äquator. Beispiele sind Haumea (ein Zwergplanet) und Regulus (ein Hauptreihenstern).

Angenommen, der Körper besteht aus einer Substanz, insbesondere einem Feststoff mit einer gewissen Massendichte und Druckfestigkeit. Diese beiden Eigenschaften und die universelle Gravitation sollten mathematisch kombinierbar sein, was zu einem Schwellenradius zum Zerkleinern des Zentrums führt, und danach würde der maximal zulässige Bereich des Oberflächenradius mit zunehmendem Radius abnehmen. Möglicherweise müssen Sie auswählen, welchen Prozentsatz der Unregelmäßigkeit Sie als "rund" akzeptieren würden.

Darauf gibt es keine eindeutige Antwort, da alle Objekte eine gewisse Abflachung aufweisen. Wenn Sie einen groben Schnittpunkt wollen, könnten wir die Masse von Mimas (etwa 6*10 ^-6 Erde) dafür verwenden, weil es einer der kleinsten kugelförmigen Monde ist.