De vez en cuando tengo un pensamiento extraño en mi cabeza que se queda allí exigiendo una respuesta. A veces es trivial y otras suena tonto, pero luego conduce a algunas ideas divertidas.
Esta vez, mi cerebro decidió concentrarse en una simple pregunta: ¿Cuál es el objeto más redondo del universo?
Con esto quiero decir, ¿cuál es el objeto más esférico que hemos encontrado jamás, no necesariamente el más liso, pero sí el más simétrico, donde cada punto de su superficie está a la misma distancia de su centro? (Esa es la definición de esfera, después de todo).
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¡Muchas cosas grandes son redondas y eso no es una coincidencia! La gravedad tiene la culpa. A medida que un objeto cósmico crece, generalmente acumulando gas o mediante colisiones con otros cuerpos, su masa aumenta y, por lo tanto, también aumenta su campo gravitacional. En algún momento, la gravedad se vuelve tan fuerte que cualquier cosa que sobresalga demasiado alto colapsará, un proceso que eventualmente hace que el objeto se vuelva esférico. Ya estás familiarizado con esto; una montaña que crece demasiado se derrumbará, y sólo puedes apilar arena en la playa hasta una altura determinada antes de que se caiga. Cada vez que esto sucede, el objeto astronómico se vuelve más liso, más esférico.
Esta propiedad surge en los objetos una vez que alcanzan aproximadamente 400 kilómetros de diámetro, dependiendo de su material. Por lo tanto, casi cualquier cuerpo discreto más grande que éste tenderá a ser casi esférico: grandes asteroides, lunas, planetas e incluso estrellas.
Entonces, ¿cuáles de estos son los orbes geométricamente más perfectos?
Hurgué un poco, pensando en todo tipo de objeto astronómico que pude, y al final la respuesta que obtuve fue una sorpresa: el sol, sí, ¡nuestra estrella más cercana!
Las estrellas en general son bastante redondas, pero incluso las más redondas se desvían de ser una esfera ideal. La mayor fuente de esta desviación es la rotación porque crea fuerza centrífuga.
A pesar de lo que hayas oído, Esta es de hecho una fuerza real. dentro de un marco de referencia giratorio, es decir, si estás en una trayectoria curva, sientes como si algo te empujara hacia afuera. Si estás en un automóvil girando a la izquierda, por ejemplo, sientes como si te arrojaran hacia la derecha, hacia el exterior de la curva.
Para esferas que giran, la fuerza centrífuga se maximiza en el ecuador, donde la velocidad de rotación es mayor. La cantidad de fuerza depende del tamaño del objeto y de la velocidad a la que gira: los más grandes experimentan más fuerza y los giros más rápidos también aumentan la fuerza.
El Sol es grande, sin duda: más de 100 Tierras podrían caber en su cara de 1,4 millones de kilómetros de ancho. Pero al mismo tiempo, nuestra estrella gira lentamente y tarda aproximadamente un mes en girar una vez. Resulta que este giro tranquilo es lo que puede ganar el concurso de redondez aquí.
La gravedad de la superficie del Sol es bastante fuerte, aproximadamente 28 veces la de la Tierra; si te pararas en su superficie (y evitaras ser vaporizado instantáneamente), pesarías 28 veces más que en la Tierra. Pero la fuerza centrífuga en el ecuador solar es mucho más débil; ¡La fuerza hacia afuera que sentirías por el giro de nuestra estrella es solo el 0,0015 por ciento de la fuerza de gravedad que te empuja hacia abajo! No es de extrañar que el sol sea tan redondo.
Sin embargo, medir con precisión qué tan redondo es el sol resulta difícil. no lo hace tener una superficie muy parecida a la de la Tierra; Es un gas, por lo que el material de su interior se vuelve cada vez menos denso cuanto más se aleja del centro. Sin embargo, cerca de la “superficie” la densidad cae tan rápidamente que desde la Tierra el borde del Sol parece nítido. Medir el tamaño desde el suelo es difícil porque el aire de la Tierra es turbulento, lo que emborrona la vista de ese borde, así que para poder observar realmente bien la esfericidad del sol, Los astrónomos recurrieron al Observatorio de Dinámica Solar de la NASA, un telescopio solar astronómico basado en el espacio.. Tomando mediciones muy cuidadosas, descubrieron que el achatamiento (cuánto se aplana el Sol en el polo versus el ecuador) es increíblemente pequeño, ¡una proporción de solo 0,0008 por ciento! Eso significa que el sol es 99,9992 por ciento esférico. Publicaron sus resultados en la revista. Expreso de la ciencia.
Eso está en peligro. Curiosamente, también descubrieron que esta proporción no parece cambiar con el ciclo magnético del sol. Ahora mismo estamos en la cima de la fuerza del magnetismo del sol.que aumenta y disminuye en un ciclo de 11 años. Pero esta poderosa fuerza no parece molestar en absoluto a la insoportable redondez del ser del sol.
Observaré que otro cuerpo del sistema solar tiene casi esta ronda: Venus.y por la misma razón. Venus tarda aproximadamente 243 días girar una vez, por lo que es un girador muy lento. Eso significa que la fuerza centrífuga en su ecuador es realmente muy pequeña y, de hecho, las observaciones indican que los anchos polar y ecuatorial del planeta son exactamente iguales, dentro del error de medición. Esto lo hace posiblemente más redondo que el Sol en principio, pero en realidad tiene variaciones de elevación de la superficie de varios kilómetros, por lo que, a escala, no es tan redondo como nuestra estrella. (El achatamiento de la Tierra es aproximadamente del 0,3 por ciento porque nuestro planeta gira mucho más rápido). Esto es cierto para los planetas en general, por lo que Venus no es ni una esfera ni una esfera.
Otras estrellas, sin embargo, pueden ser sorprendentemente asféricas. Una razón es que algunos giran tan rápidamente que la fuerza centrífuga en su ecuador es enorme; la estrella brillante Altair ¡Gira tan rápidamente que el material en su ecuador avanza a casi un millón de kilómetros por hora! Debido a esto, el diámetro ecuatorial es un 20 por ciento más ancho que el diámetro a través de los polos.
Y algunos pueden ser incluso más redondos que nuestro sol, aunque tan alejados de nuestros instrumentos de exploración que no podemos discernirlo con precisión. Algunos, sin embargo, podemos examinarlos de manera bastante confiable a partir de los primeros principios, como estrellas de neutronesque, como clase, son verdaderos contendientes de peso pesado por el objeto más esférico. Cada uno de estos orbes superdensos es el remanente de una estrella más masiva que el sol que sufrió una supernova; el núcleo de la estrella colapsa para convertirse esencialmente en una bola de neutrones de apenas dos docenas de kilómetros de diámetro. Las estrellas de neutrones son tan densas que su gravedad superficial puede ser miles de millones de tiempos de la Tierra.
Sin embargo, varias fuerzas pueden hacer que algunas estrellas de neutrones giren extremadamente rápido; una estrella llamada PSR J1748-2446ad gira la friolera de 716 veces por segundo! Esa es una tasa más alta que la de las cuchillas de una licuadora de cocina. La fuerza centrífuga en su ecuador, a pesar de su tamaño liliputiense y su gravedad brobdingnagiana, es casi suficiente para destrozar la estrella.
Sin embargo, con el tiempo, el giro de una estrella de neutrones se ralentiza y una que se formó temprano en el universo ahora podría ser casi estática. De ser cierto, la intensa gravedad (¡pesaría más de mil millones de toneladas estando sobre una!) sería suficiente para aplastar la estrella de neutrones hasta convertirla en una esfera casi perfecta, tal vez con la diferencia entre su ecuador y sus polos medida en anchos de átomos. . ¿Encontrarán los astrónomos alguna vez uno tan esférico? Tal vez, una vez que lo hagan.
Sin embargo, esto es más que una simple pregunta divertida. Es difícil entender las estructuras internas de muchos objetos cósmicos porque no podemos visitarlos, y las presiones y temperaturas pueden ser demasiado altas incluso para replicarlas en un laboratorio. Al medir las formas exactas de cosas como el sol y los planetas, aprendemos más sobre lo que sucede debajo de su superficie y descubrimos qué los motiva.
A los astrónomos les encanta resolver cosas así, incluso cuando eso significa hacer preguntas que parecen tontas. Esa parte es divertida, claro, pero encontrar la respuesta es cuando realmente nos divertimos.