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Qual é o maior objecto sólido do universo?
A questão é vaga. À primeira vista, a maior parte das pessoas saltaria imediatamente para a conclusão de que alguma estrela super-gigante vermelha inchada ou um buraco negro super-galáctico extragaláctico detém o título da maior coisa física existente dentro dos limites do nosso universo. No entanto, há algo fundamentalmente errado com essa conclusão; esses objetos não são sólidos.
Como a maioria das pessoas sabe, a matéria vem em quatro estados básicos (que nós conhecemos e usamos para estudar). Estes estados são de gás, líquido, sólido e plasma. O que a maioria das pessoas não sabe é que mais de 99% da matéria no universo visível é constituída por esse quarto estado, o plasma. Basicamente tudo o que podemos ver a olho nu no nosso céu noturno, como estrelas e galáxias, é uma forma de plasma. Porque há uma diferença distinta entre o plasma e os outros três estados da matéria, as coisas feitas de plasma não são realmente sólidas. Assim, estes objetos não podem ser incluídos no cálculo do maior objeto sólido do universo.
Então, esta suposição reduz basicamente a nossa busca ao maior planeta do universo? Não exatamente. Veja Júpiter, por exemplo, um gigante do gás. Quase toda a sua massa está na forma de hidrogênio gasoso (ou metálico), circulando em torno de um pequeno núcleo em uma espessa camada de atmosfera. Saturno, Urano e Netuno também produzem estruturas semelhantes. Os gigantes gasosos, ao que parece, também podem ser riscados da lista proverbial dos maiores objetos sólidos do universo.
O segundo erro elementar com a questão colocada é que não define o que é “grande”. Algo pode ser maior do que outra coisa se produzir mais massa, um raio maior, uma densidade maior, ou qualquer outro número de outros fatores celestiais realmente. Como os humanos geralmente pensam em “grande” como algo que é fisicamente maior do que outra coisa pela avaliação visual, este estudo irá focar no volume físico de um objeto, que geralmente depende do seu raio.
Okay, então estamos prontos para ir aos livros! Não é bem assim. Porque a questão tem mais uma formalidade que precisa ser levada em conta. A declaração do problema indica que estamos a tentar encontrar o maior objecto sólido do universo. Como podemos fazer isso quando vemos apenas uma pequena fracção do universo observável mesmo com os nossos telescópios mais poderosos? Precisamos limitar a nossa pergunta apenas ao que podemos observar. Então, a verdadeira questão é:
Qual é o maior objecto sólido, por volume, que até agora descobrimos no universo observável? Vamos começar.
Primeiro, vamos começar pequeno, analisando o nosso sistema solar. À primeira vista, parece que a Terra é o suporte da fita azul, como o maior planeta rochoso que orbita o Sol. No entanto, ao examinarmos mais de perto, perceberíamos que a Terra em si não é completamente sólida. Comprimido por uma camada de rocha sólida com quilômetros de espessura, o núcleo externo da Terra é composto de ferro fundido, o líquido que mantém nosso campo magnético protetor continuamente ativo. Um núcleo líquido também foi postulado para existir em Vênus, o segundo maior planeta rochoso.
O próximo candidato sólido gigante é Marte. Marte uma vez produziu um núcleo líquido e manto quente, que foi responsável por todas as suas características vulcânicas e tectônicas. No entanto, hoje o núcleo de Marte solidificou-se, privando-o completamente de um campo magnético defensivo da radiação solar. Embora as bolsas de manto líquido sejam teorizadas para ainda existirem, a estrutura de Marte poderia permanecer completamente intacta se essas bolsas desaparecessem.
Mars tem um raio de 3390 quilômetros e é completamente sólida. A Terra tem um raio de 6371 quilômetros, e ainda hospeda um interior líquido. Portanto, o maior objeto completamente sólido em volume do universo deve estar em algum lugar entre estes dois raios. Bem, não exactamente…
Pois os exteriores dos gigantes gasosos são, como o nome sugere, gasosos, os gigantes gasosos possuem núcleos sólidos relativamente grandes nos seus centros. Pensa-se que o núcleo sólido de Júpiter é composto completamente de rocha, metal e gelo, e pode ser até 20 vezes a massa da Terra. Embora as temperaturas extremas em seu núcleo (~36.000 K) pareçam sugerir uma estrutura de núcleo fundido, as imensas pressões de milhares de quilômetros de hidrogênio comprimido e hélio provavelmente mantêm o núcleo completamente sólido. O núcleo de Júpiter foi teorizado para ter um raio de até 0,1 vezes o raio de Júpiter, ou cerca de 7.000 km. Isto dá-lhe uma densidade impressionante de mais de 80.000 kg/m³.
Nós descobrimos que o exoplanet é maior que Júpiter, que teria núcleos sólidos proporcionalmente maiores. Entretanto, uma vez que um planeta atinge uma certa massa (cerca de 13 vezes a de Júpiter), o objeto deixa de ser um planeta, e se torna uma anã marrom. Uma anã castanha é caracterizada pela sua capacidade de realizar a fusão de deutério, altura em que provavelmente já não possui um núcleo sólido. Assim, um planeta de 13 massas de Júpiter teria (potencialmente) um núcleo sólido com uma massa de 260 toneladas de Terra. Assumindo que tal planeta teria um núcleo com aproximadamente a mesma densidade que o de Júpiter, o núcleo desse planeta de massa superior seria cerca de 16.500 km, ou 2,58 vezes o raio da Terra!
Então o maior objeto físico natural sólido possível em nosso universo em volume é o núcleo sólido de um hipotético planeta de massa alta apenas na cúspide de declarar seu status como uma anã marrom. Legal! Agora aqui está uma lista de algumas estruturas realmente grandes em nosso universo. Aproveite!
10) O maior objeto sólido não-esférico: Haumea – 620 km de raio.
9) A maior lua: Ganímedes – 2634 km de raio.
8) O maior planeta rochoso: Kepler 277c – 3,36 Raios terrestres (21.400 km).
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7) Maior planeta gigante de gás: HD 100546 b – 6 raios Júpiter (419.466 km).
6) O maior sistema de anéis: J 1407 b – 0.6 AU raio (90 milhões de km).
5) Maior estrela: UY Scuti – 1708 Raios solares (1,19 bilhões de km).
4) O maior buraco negro: TON 618 – 1300 AU raio (195,0 bilhões de km).
3) Nebulosa maior (na sua maioria intacta): LAB-1 – 300.000 anos-luz de diâmetro.
2) Maior galáxia: IC 1101 – 3,92 milhões de anos-luz de diâmetro.
1) Maior estrutura: Grande Muralha Hércules-Corona Borealis – 10 bilhões de anos-luz de diâmetro.
