星球形成过程中为什么都是圆形的（想必大家或许都发现了大多数星球都是圆形的）

在这张由哈勃拍摄的土星照片中，你可以看到环状行星中部的凸起。NASA / ESA / STSCI /莱斯特大学

我们认为这是理所当然的事情：玫瑰是红色的，行星是球形的。这就是事物本身存在的方式，对吧？如果我们建造太阳系模型时不使用小泡沫球，而是要制造一堆二十面体的球状行星模型，这会更具挑战性。

但是你有没有好奇过为什么行星看起来都是这样呢？为什么它们基本上都是球体，而不是圆柱体或立方体？

实事求是的说，在我们的太阳系中，并没有一颗行星是真正完美的球体，甚至就连我们的太阳也不完美。所有星体都可以更准确被地描述为“扁球体”。这种形状的物体在中间略微凸起，借用天文学家菲尔·普莱特（Phil Plait）的一个比喻，它们看起来就像是一个被人坐着的篮球。

更确切地说，扁球状天体的极周长小于赤道周长。所以在地球上，如果你要从北极前往南极并返回，那么你总共行走了39931公里，而赤道之旅的完整路途会更长远一些。那是因为地球赤道的周长是40070公里。因此，当你站在赤道的海平面上时，你离地球中心的距离比你站在任何一个极点都要远。

在其它的一些行星上，这个凸起甚至更加明显。就比如说木星，地球赤道截面的宽度仅仅比两级截面宽了0.3％。但是木星的测量结果则显示了更大的差距。实际上，天文学家已经发现，这个超大号的行星在其赤道上的宽度比在两极之间的宽度整整宽了7％。

扁球体的形状主要是由两个因素作用的结果：重力和旋转。华盛顿州Goldendale天文台主任特洛伊卡彭特最近通过电子邮件与我们讨论了此事：“所有自身引力巨大的物体，其自身重力都会试图从各个方向向内挤压物体，”卡彭特解释道。

那是因为所有物体都具有自引力，这是一种将原子拉向共同中心的力。随着物体质量增加，向内的自重引力也会增加。当它超过一定质量之后，过大的自引力会超过临界点并使物体向内坍塌，直至变成球形的程度。小的物品，比如香蕉或扳手，可以逃脱这种命运，因为它们的自引力相对较弱，允许它们保留非球形的形状。然而，在行星、太阳和其它真正巨大的天体中，这种力是如此强大，以至于它们无从避免于被压缩成球状体。

卡彭特说：“但重力不是全部，”当引力使行星呈球体时，它们的旋转速度同时试图使它们变得更平整。一个天体旋转得越快，其赤道隆起的比例就越大。“这就是为什么我们的太阳系没有完美的球体……只有扁球体，”卡彭特告诉我们：“太阳几乎是一个完美的球体，因为其巨大的引力，和相对较慢的25天的自转速度。天空中相当大比例的恒星旋转得比太阳更快，并且在赤道处的膨胀更显著。”

像图中的牵牛星一样，恒星的腹部也会凸出。

美国宇航局/ 喷气推进实验室/加州理工学院/史蒂夫·金

牵牛星，距离我们的地球仅有16.8光年，它是夜空中最亮的天体之一。牵牛星的自转速度也非常非常快，仅10.4地球小时就能在其自转轴上完成一次完整的自转。因此天文学家估计，牵牛星的赤道宽度至少会比两极之间的宽度大14％。转速也解释了木星中部的隆起。毕竟这个巨大的气态行星的一天只有9.9个地球小时。

其它的一些力量也会作用于恒星和行星，从而改变它们的形状。虽然地球是一个扁球体，但它肯定不是一个完美的球体，太阳和月亮的引力都会在一定程度上影响它的形状。且就这个问题来说，地球自身的板块构造也是影响因素之一。因此，我们的地球质量不仅分布不均匀，还相当的凹凸不平。

尽管如此，我们的地球还是比木星（和土星）圆得多。反过来说，宇宙中的行星总是看起来比它们的一些卫星更加接近球体。例如，火星有两颗小卫星，它们两个都没有被自重力压成扁球体。相反，它们的外观通常被描述为马铃薯形。

总之，我们要为我们的母星说一句话：它可能不是完美无瑕的，但至少它算是非常圆了。

结尾彩蛋：

在DC漫画的超人系列中，臭名昭著的角色比扎罗Bizarro来自一个名为Htrae的天体。也被称为比扎罗世界Bizarro World（图），这个行星的形状像一个巨大的立方体。根据物理学教授兼漫画迷詹姆斯卡·卡里奥斯的说法，像Htrae这样的地方在现实世界中必须是非常微小的。“如果要避免变形为球体的话，那么从Bizarro行星中心到其中任意一个面的平均距离不能超过300英里（483公里）。”Kakalios在他的《超级英雄的物理学》中写道。相比之下，德克萨斯州从东到西长达1239公里，这算得上很大了。在那样微小的星体中，Htrae 不会有足够的引力来维持自己的大气层。

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