Esta es una pregunta fantástica Lionel, ¡y una muy buena observación!
Cuando miramos nuestro Sistema Solar , vemos objetos de todos los tamaños, desde pequeños granos de polvo hasta planetas gigantes y el Sol. Un tema común entre esos objetos es que los grandes son (más o menos) redondos, mientras que los pequeños son irregulares. ¿Pero, a qué se debe?
Gravedad: la clave para hacer las grandes cosas redondas …
La respuesta a por qué los objetos más grandes son redondos se reduce a la influencia de la gravedad . La atracción gravitacional de un objeto siempre apuntará hacia el centro de su masa. Cuanto más grande es algo, más masivo es y mayor es su atracción gravitacional.
Para los objetos sólidos, esa fuerza se opone a la fuerza del objeto en sí. Por ejemplo, la fuerza descendente que experimentas debido a la gravedad de la Tierra no te empuja hacia el centro de la Tierra . Eso es porque el suelo te empuja hacia arriba; tiene demasiada fuerza para dejarte atravesarlo.
Sin embargo, la fuerza de la Tierra tiene límites. Piense en una gran montaña, como el Monte Everest , que se hace cada vez más grande a medida que las placas del planeta se juntan. A medida que el Everest crece, su peso aumenta hasta el punto en que comienza a hundirse. El peso adicional empujará la montaña hacia el manto de la Tierra, limitando la altura que puede alcanzar.
Si la Tierra estuviera hecha completamente de agua, el Monte Everest simplemente se hundiría hasta el centro de la Tierra (desplazando el agua por la que pasa). Cualquier área donde el agua estuviera inusualmente alta se hundiría, arrastrada por la gravedad de la Tierra. Las áreas donde el nivel del agua era inusualmente bajo se llenarían con agua desplazada de otros lugares, con el resultado de que este océano imaginario de la Tierra se volvería perfectamente esférico.
Pero la cuestión es que la gravedad es sorprendentemente débil . Un objeto debe ser realmente grande antes de que pueda ejercer una atracción gravitacional lo suficientemente fuerte como para superar la resistencia del material del que está hecho. Los objetos sólidos más pequeños (metros o kilómetros de diámetro), por lo tanto, tienen tirones gravitacionales que son demasiado débiles para llevarlos a una forma esférica.
Por cierto, esta es la razón por la que no tiene que preocuparse por colapsar en una forma esférica bajo su propia atracción gravitacional: su cuerpo es demasiado fuerte para la pequeña atracción gravitacional que ejerce para hacer eso.
El equilibrio hidrostático
Cuando un objeto es lo suficientemente grande como para que gane la gravedad, superando la resistencia del material del que está hecho el objeto, tenderá a tirar de todo el material del objeto en una forma esférica. Los pedazos del objeto que están demasiado altos se tirarán hacia abajo, desplazando el material debajo de ellos, lo que hará que las áreas que estén demasiado bajas se empujen hacia afuera.
Cuando se alcanza esa forma esférica, decimos que el objeto está en » equilibrio hidrostático «. Pero, ¿qué tan masivo debe ser un objeto para lograr el equilibrio hidrostático? Eso depende de lo que esté hecho. Un objeto hecho solo de agua líquida lo manejaría muy fácilmente, ya que esencialmente no tendría fuerza, ya que las moléculas de agua se mueven con bastante facilidad.
Mientras tanto, un objeto hecho de hierro puro necesitaría ser mucho más masivo para que su gravedad supere la fuerza inherente del hierro. En el Sistema Solar, el diámetro del umbral requerido para que un objeto helado se vuelva esférico es de al menos 400 kilómetros, y para los objetos hechos principalmente de material más fuerte, el umbral es aún mayor.
La luna de Saturno, Mimas , que se parece a la Estrella de la Muerte, es esférica y tiene un diámetro de 396 km. Actualmente, es el objeto más pequeño que conocemos que puede cumplir con el criterio.
Movimiento de Rotación
Pero las cosas se complican más cuando piensas en el hecho de que todos los objetos tienden a girar o dar vueltas en el espacio. Si un objeto está girando, las ubicaciones en su ecuador (el punto a medio camino entre los dos polos) sienten efectivamente una atracción gravitacional ligeramente reducida en comparación con las ubicaciones cercanas al polo.
El resultado de esto es que la forma perfectamente esférica que esperarías en el equilibrio hidrostático se cambia a lo que llamamos un «esferoide achatado», donde el objeto es más ancho en su ecuador que en sus polos. Esto es cierto para nuestro planeta Tierra, que tiene un diámetro ecuatorial de 12,756 km y un diámetro de polo a polo de 12,712 km.
Cuanto más rápido gira un objeto en el espacio, más dramático es este efecto. Saturno , que es menos denso que el agua, gira sobre su eje cada diez horas y media (en comparación con el ciclo más lento de la Tierra que es de 24 horas). Como resultado, es mucho menos esférico que la Tierra.
El diámetro ecuatorial de Saturno está justo por encima de los 120.500 km, mientras que su diámetro polar es de poco más de 108.600 km. ¡Esa es una diferencia de casi 12.000 km!
Algunas estrellas son incluso más extremas. La brillante estrella Altair , visible en el cielo del norte desde Argentina en los meses de invierno, es una de esas rarezas. Gira una vez cada nueve horas aproximadamente. ¡Eso es tan rápido que su diámetro ecuatorial es un 25% más grande que la distancia entre sus polos! Otro ejemplo mayor es Achernar, ubicada en la Constelación Eridano, siendo una estrella circumpolar en el hemisferio sur, cuyo radio en el ecuador es 40% más extenso que el de sus polos .