Quando olhamos para o Sistema Solar, vemos objetos de todos os tamanhos, desde minúsculos grãos de poeira até planetas gigantes e o Sol. Uma característica comum desses objetos é que os objetos grandes são (mais ou menos) redondos e os objetos pequenos são de forma irregular. Mas por que?
A resposta para a questão de por que objetos grandes são redondos se resume à influência da gravidade. A atração gravitacional de um objeto é sempre direcionada para o centro de sua massa. Quanto maior o objeto, mais massivo ele é e maior sua atração gravitacional.
Para objetos sólidos, essa força se opõe à força do próprio objeto. Por exemplo, a força descendente que você sente devido à gravidade da Terra não o puxa para o centro da Terra. Isso ocorre porque o chão está empurrando você de volta - uma força muito grande para permitir que você caia.
No entanto, o poder da Terra tem seus limites. Imagine uma montanha enorme, como o Monte Everest, que fica cada vez maior à medida que as placas do planeta colidem umas com as outras. À medida que o Everest fica cada vez mais alto, seu peso aumenta a tal ponto que ela começa a ceder. O peso adicional empurrará a montanha para o manto da Terra, limitando sua altura.
Se a Terra consistisse inteiramente de oceano, o Everest simplesmente afundaria até o centro da Terra (deslocando toda a água por onde passa). Quaisquer áreas onde a água fosse extremamente abundante afundariam sob a influência da gravidade da Terra. Áreas onde a água era extremamente escassa se encheriam de água espremida de outros lugares, tornando o imaginário Terra-oceano perfeitamente esférico.
Mas o fato é que a gravidade é surpreendentemente fraca. Um objeto deve ser muito grande antes que possa exercer uma força gravitacional forte o suficiente para superar a força do material de que é feito. Portanto, pequenos objetos sólidos (metros ou quilômetros de diâmetro) têm atração gravitacional muito fraca para adquirir uma forma esférica.
Quando um objeto se torna grande o suficiente para que a gravidade vença – supere a força do material de que é feito – ele tenderá a puxar todo o material do objeto para uma forma esférica. Partes do objeto que estiverem muito altas serão puxadas para baixo, deslocando o material abaixo delas, fazendo com que as partes muito baixas sejam empurradas para fora.
Quando a forma esférica é alcançada, dizemos que o objeto está em "equilíbrio hidrostático". Mas quão poderoso deve ser o objeto para atingir o equilíbrio hidrostático? Depende do que é feito. Um objeto que consiste apenas em água líquida pode lidar facilmente com essa tarefa, pois, de fato, não tem força - as moléculas de água são facilmente movidas.
Enquanto isso, um objeto feito de ferro puro teria que ser muito mais massivo para que sua gravidade superasse a força interna do ferro. No Sistema Solar, o diâmetro limite necessário para um objeto gelado se tornar esférico é de pelo menos 400 km, e para objetos consistindo principalmente de material mais forte, esse limite é ainda maior. A lua de Saturno Mimas tem uma forma esférica e um diâmetro de 396 km. Atualmente, é o menor objeto conhecido por nós que pode atender a esses critérios.
Mas tudo se torna mais complicado se você lembrar que todos os objetos tendem a girar ou se mover no espaço. Se um objeto está girando, os locais em seu equador (o ponto a meio caminho entre os dois pólos) experimentam um pouco menos de atração gravitacional do que os locais próximos aos pólos.
Como resultado, a forma perfeitamente esférica que seria esperada no equilíbrio hidrostático muda para o que é conhecido como "esferóide achatado" - quando um objeto é mais largo no equador do que nos pólos, em particular, isso é verdade para a nossa Terra. Quanto mais rápido o objeto girar no espaço, mais dramático será esse efeito. Saturno, que é menos denso que a água, gira em torno de seu eixo a cada dez horas e meia (em comparação com o ciclo mais lento de 24 horas da Terra). Como resultado, é muito menos esférico que a Terra. O diâmetro equatorial de Saturno é de pouco mais de 120 km, e seu diâmetro polar é de pouco mais de 500 km. Isso é uma diferença de quase 108 mil km!
Algumas estrelas são ainda mais extremas. A estrela brilhante Altair é uma dessas estranhezas. Ele gira uma vez a cada 9 horas ou mais. É tão rápido que seu diâmetro equatorial é 25% maior que a distância entre os polos!
Simplificando, a razão pela qual grandes objetos astronômicos são esféricos (ou quase esféricos) é porque eles são maciços o suficiente para que sua atração gravitacional possa superar a força do material de que são feitos.
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