A medida que reúnes masa para crear un objeto, las cosas suceden. En primer lugar, cuando alcanza una determinada masa, la gravedad combinada comienza a redondear el cuerpo en una esfera. Esta es una razón por la cual los objetos más pequeños tienden a tener una forma extraña, pero cuanto más grandes se vuelven, más esféricos son.
A medida que recolectas materia, la gravedad hace que se forme presión. Como sabemos por Boyle, Charles, Gay-Lussac y la Ley de Gas Combinado, existe una relación entre presión, temperatura y volumen. La gravedad crea los límites de volumen y la presión. A medida que agregamos masa, la gravedad combinada de las partículas aumenta, lo que aumenta la presión más rápido que el volumen. Esto aumenta el calor, que, a su vez, aumenta la presión, pero la gravedad continúa luchando contra el aumento de volumen. Aquí hay un importante empujón. La temperatura hace que la presión se acumule hacia afuera, lo que expandiría el objeto, la gravedad causa presión hacia adentro, que se contrae. A medida que el cuerpo aumenta de tamaño, los puntos de equilibrio hidrostático se desplazan hacia afuera, pero permanecen equilibrados. Pero la temperatura aumenta aún más a medida que se acumula más materia.
Un cuerpo va del gas al polvo, a partículas pequeñas, a las más grandes, a asteroides y cuerpos del tamaño de un cometa, a planetesimales, a planetas enanos, a planetas rocosos más grandes, a planetas gaseosos, a gigantes gaseosos … todo materia acumulada. Los puntos exactos donde un cuerpo pasa a través de cada una de estas etapas variarán según la composición de la materia que acumulen. Si continúan creciendo, sin embargo, sucede algo diferente.
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Como se indicó anteriormente, la temperatura aumenta con la presión. En algún momento alcanzará una masa crítica y los átomos de ciertos elementos, en su mayoría hidrógeno, se volverán lo suficientemente calientes y densos como para sufrir una fusión nuclear espontánea. Dos átomos de hidrógeno crearán un helio. Esto libera más calor y energía que produce más presión, que se acumula sobre sí misma. Comienza Nuclear Fusion, y con ella nace una estrella.
A medida que se acumula más y más materia, cambia el equilibrio de fuerzas. Una vez más, la composición específica de una estrella determinará exactamente cómo se desarrolla todo, pero sobre todo estamos hablando de hidrógeno. Si continúa acumulando material, pasará por diferentes partes del diagrama de recursos humanos. Si continúa aún más, sucede algo aún más extraño.
La fuerza del calor y la energía de la luz que empuja hacia afuera es desafiada por la gravedad. En la mayoría de las estrellas, el desafío es equilibrado: equilibrio hidrostático. Pero no siempre.
En algunos casos, el equilibrio de elementos específicos (muchos creados EN la estrella a través de la fusión, muchos aumentados con el tiempo) es tal que cuando alcanza un cierto nivel, la presión hacia afuera del calor y la luz excede el equilibrio hidrostático, y la estrella explota violentamente en lo que llamamos una supernova Tipo I (generalmente esto es causado por una enana blanca compañera de otra estrella, generalmente una supergigante roja) que absorbe la masa hasta que alcanza un punto crítico, pero el concepto es el mismo).
Más a menudo, si una estrella extremadamente masiva alcanza un límite particular, la presión de la gravedad excede la presión del calor y la energía. Esto da como resultado un colapso del núcleo y una supernova de tipo II. En estos casos, el caparazón exterior de la estrella es expulsado en el estallido de energía más violento de este lado del Big Bang. Dependiendo de cuán masiva era la estrella y la mezcla de materiales, puede resultar en una estrella de neutrones, posiblemente un púlsar (una estrella de neutrones que gira rápidamente). Si la masa es mayor, cuando el núcleo colapsa, la gravedad excede la presión del calor y la radiación y un colapso del núcleo desbocado resulta en una singularidad: un agujero negro.
Entonces, volviendo a la pregunta inicial: ¿por qué los planetas son mucho más pequeños? La gravedad. Después de cierto límite, cuando se encienden en estrellas, el equilibrio entre presión y gravedad las mantiene infladas más allá de lo que sería un planeta “frío”.
