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El agujero negro de «Interstellar», 2014. Fuente: Syncopy/Paramount Pictures
¿Cuál es el objeto sólido más grande del universo?
La pregunta es vaga. A primera vista, la mayoría de la gente sacaría inmediatamente la conclusión de que alguna estrella supergigante roja hinchada o un agujero negro supermasivo extragaláctico ostentan el título de la cosa física más grande que existe dentro de los límites de nuestro universo. Sin embargo, hay algo fundamentalmente erróneo en esa conclusión; estos objetos no son sólidos.
Como la mayoría de la gente sabe, la materia se presenta en cuatro estados básicos (que conocemos y utilizamos para estudiar). Estos estados son gas, líquido, sólido y plasma. Lo que la mayoría de la gente no sabe es que más del 99% de la materia en el universo visible se compone de ese cuarto estado, el plasma. Básicamente, todo lo que podemos ver en nuestro cielo nocturno a simple vista, como las estrellas y las galaxias, son una forma de plasma. Dado que existe una clara diferencia entre el plasma y los otros tres estados de la materia, los objetos formados por plasma no son realmente sólidos. Por lo tanto, estos objetos no pueden incluirse en un cálculo del objeto sólido más grande del universo.
Entonces, ¿esta suposición reduce básicamente nuestra búsqueda al planeta más grande del universo? No exactamente. Tomemos como ejemplo a Júpiter, un gigante gaseoso. Casi toda su masa está en forma de hidrógeno gaseoso (o metálico), dando vueltas alrededor de un pequeño núcleo en una gruesa capa de atmósfera. Saturno, Urano y Neptuno también presentan estructuras similares. Los gigantes gaseosos, al parecer, también pueden ser tachados de la proverbial lista de objetos sólidos más grandes del universo.
El segundo error elemental con la pregunta planteada es que no define qué es «grande». Algo puede ser más grande que otra cosa si tiene más masa, un radio mayor, una densidad más alta, o cualquier otro número de factores celestes realmente. Dado que los seres humanos suelen pensar en «grande» como algo que es físicamente más grande que otra cosa por evaluación visual, este estudio se centrará en el volumen físico de un objeto, que suele depender de su radio.
De acuerdo, ¡así que estamos listos para dar con los libros! No del todo. Porque la pregunta tiene una formalidad más que hay que tener en cuenta. El enunciado del problema indica que estamos tratando de encontrar el objeto sólido más grande del universo. ¿Cómo podemos hacerlo si sólo vemos una pequeña fracción del universo observable, incluso con nuestros telescopios más potentes? Tenemos que limitar nuestra pregunta a lo que podemos observar. Así que la verdadera pregunta es:
¿Cuál es el objeto sólido más grande, por volumen, que hemos descubierto hasta ahora en el universo observable? Comencemos.
Primero, empecemos por lo pequeño analizando nuestro sistema solar. A primera vista, parecería que la Tierra es el titular de la cinta azul, como el mayor planeta rocoso que orbita alrededor del sol. Sin embargo, al examinarla más de cerca, uno se daría cuenta de que la propia Tierra no es completamente sólida. Comprimido por una capa de roca sólida de varios kilómetros de grosor, el núcleo exterior de la Tierra está compuesto por hierro fundido, el líquido que mantiene nuestro campo magnético protector continuamente activo. También se ha postulado la existencia de un núcleo líquido en Venus, el segundo planeta rocoso más grande.
El siguiente candidato sólido gigante es Marte. Marte tuvo una vez un núcleo líquido y un manto caliente, responsable de todas sus características volcánicas y tectónicas. Sin embargo, hoy en día el núcleo de Marte se ha solidificado, privándolo completamente de un campo magnético defensivo de la radiación solar. Aunque se cree que todavía existen bolsas de manto líquido, la estructura de Marte podría permanecer completamente intacta si estas bolsas desaparecieran.
Marte tiene un radio de 3390 kilómetros y es completamente sólido. La Tierra tiene un radio de 6371 kilómetros y aún alberga un interior líquido. Así que el mayor objeto completamente sólido por volumen en el universo debe estar en algún lugar entre estos dos radios. Bueno, no exactamente…
Aunque los exteriores de los gigantes gaseosos son, como su nombre indica, gaseosos, los gigantes gaseosos poseen núcleos sólidos relativamente grandes en sus centros. Se cree que el núcleo sólido de Júpiter está compuesto en su totalidad por roca, metal y hielo, y puede tener hasta 20 veces la masa de la Tierra. Aunque las temperaturas extremas de su núcleo (~36.000 K) parecen sugerir una estructura de núcleo fundido, las inmensas presiones de miles de kilómetros de hidrógeno y helio comprimidos probablemente mantienen el núcleo completamente sólido. Se ha teorizado que el núcleo de Júpiter tiene un radio de hasta 0,1 veces el radio de Júpiter, es decir, unos 7.000 km. Esto le confiere una densidad enorme de más de 80.000 kg/m³.
Hemos descubierto exoplanetas más grandes que Júpiter, que tendrían núcleos sólidos proporcionalmente mayores. Sin embargo, una vez que un planeta alcanza una determinada masa (unas 13 veces la de Júpiter), el objeto deja de ser un planeta y se convierte en una enana marrón. Una enana marrón se caracteriza por su capacidad de realizar la fusión de deuterio, momento en el que probablemente ya no posea un núcleo sólido. Así, un planeta de 13 masas de Júpiter tendría (potencialmente) un núcleo sólido con una masa de 260 terrestres. Suponiendo que dicho planeta tuviera un núcleo con la misma densidad que el de Júpiter, el núcleo de este planeta de masa superior tendría unos 16.500 km, es decir, ¡2,58 veces el radio de la Tierra!
Así que el mayor objeto físico sólido natural posible en nuestro universo por su volumen es el núcleo sólido de un hipotético planeta de masa alta justo en la cúspide de declarar su condición de enana marrón. ¡Genial! Ahora aquí hay una lista de algunas estructuras realmente grandes en nuestro universo. Disfruta!
10) El objeto sólido no esférico más grande: Haumea – 620 km de radio.
9) La luna más grande: Ganímedes – 2634 km de radio.
8) Planeta rocoso más grande: Kepler 277c – 3,36 radios terrestres (21.400 km).
7) Planeta gigante gaseoso más grande: HD 100546 b – 6 radios de Júpiter (419.466 km).
6) Sistema de anillos más grande: J 1407 b – radio de 0,6 UA (90 millones de km).
5) Estrella más grande: UY Scuti – 1708 radios solares (1.190 millones de km).
4) Agujero negro más grande: TON 618 – 1300 UA de radio (195.000 millones de km).
3) La nebulosa más grande (casi intacta): LAB-1 – 300.000 años luz de diámetro.
2) Galaxia más grande: IC 1101 – 3,92 millones de años luz de diámetro.
1) Estructura más grande: La Gran Muralla de Hércules-Corona Borealis – 10.000 millones de años luz de diámetro.
