La forma de un planeta

Con la reposición de tantas series de la infancia y juventud, mis ataques de nostalgia están llegando a un nivel preocupante. La semana pasada pude ver fugazmente el inicio de un par de episodios de la serie Ulises 31, mientras desayunaba. En dos de ellos, se nos mostraban dos planetas con formas poco ortodoxas. En el episodio Hératos, nuestros amigos llegan a un planeta con forma de tierra plana, es decir, parecía una especia de isla con montañas en mitad del espacio. Algo parecido a lo que se creía que era la Tierra en la antiguedad. En el episodio Sísifo o el Eterno Recomienzo, el planeta en cuestión es similar, pero mucho más pequeño. Se trata de una estructura en forma de seta, con una pequeño desierto de dunas en la parte superior, y maquinaria en el inferior.

Bueno, supongo que todo el mundo sabe que un planeta tiene una forma más o menos esférica. Y esto no es una casualidad ni un capricho de la naturaleza. Los planetas se forman a partir del disco de acreción de una estrella. ¿El disco de qué? Bueno empecemos por el principio. Una estrella se forma a partir una enorme nube de polvo y gases, que por acción de su propia gravedad, comienza a aglutinarse para formar lo que se conoce como una protoestrella. Esa protoestrella, con el tiempo se condensará más y se inflamará, convirtiéndose en una estrella. Puede que no todo el material de la nube caiga en la protoestrella, formándose entonces un disco de polvo y gases en torno a ésta. Se trata del disco de acreción. ¿Por qué un disco? Pues porque las partículas de la nube original suelen tener un movimiento propio, por lo que a medida que se van acercando unas a otras, el conjunto termina rotando. La protoestrella gira sobre sí misma, y el disco de acreción lo hace alrededor de ésta, y en el mismo sentido. El disco de acreción no tiene por qué ser uniforme, y normalmente se forman grumos de material que se apelotona. Como la densidad de un grumo es mayor que la de alrededor, la gravedad hace el resto, atrayendo más partículas hacia esos grumos, formándose lo que se llama protoplanetas. Estos protoplanetas aún son pequeños, pero colisionan entre sí formando cuerpos de más masa, hasta que finalmente se convierten en planetas. Hay que añadir que hace relativamente poco se ha descubierto que pueden formarse discos de acreción también alrededor de estrellas viejas o muertas, no sólo de protoestrellas.

Vale, pero ¿por qué son esféricos? Bien, en el envío anterior comenté que las gotas de líquido tienden a ser esféricas porque así su energía total es mínima. Lo mismo sucede con cualquier conjunto de partículas que formen un sistema aislado, de forma que la gravedad entre ellas es la única fuerza existente. No tiene nada que ver con la tensión superficial, pero una esfera es también la forma en la que la energía potencial gravitatoria de las partículas que la forman es mínima. Es fácil verlo si pensáis en una playa de arena muy fina y muy seca. Si intentáis levantar una torre o un castillo de arena, el propio peso de ésta hace que se desparrame y os quedéis con una pequeña colina, muy baja y estirada hacia los lados. Ahora imaginad eso a gran escala. Así, no sólo los planetas tienden a ser esféricos, sino las estrellas, satélites, y en general, cualquier cuerpo que supere determinada masa (un asteroide pequeño es irregular, pero uno grande como Ceres, también es bastante esférico)

Hay que decir que en realidad, la mayoría de estos objetos no son totalmente esféricos, sino que su forma se parece más a la de un esferoide. La rotación hace que la fuerza centrífuga se oponga a la gravedad, de forma que están ensanchados por el ecuador (donde la fuerza centrífuga es mayor).

Bueno, podrían ser mundos artificiales ¿no? De hecho, el mundo de Sísifo está diseñado exclusivamente para su castigo (arrojar enormes bolas de chatarra reciclada a un foso, durante toda la eternidad), y es claramente artificial (bajo el desierto existe un enorme complejo repleto de máquinas, cuya única función es fabricar esas bolas de chatarra, a partir de lo que caiga en el foso). Podría ser, pero hay otros detalles a tener en cuenta.

Uno de ellos es la gravedad. La fuerza gravitatoria siempre está orientada al centro de masas del sistema. En el caso de un cuerpo más o menos esférico, y más o menos homogéneo (o al menos, con cierta homogeneidad esférica), este punto se encuentra en el centro geométrico de la esfera. En una esfera perfecta, la fuerza de gravedad siempre está dirigida al centro, de forma perpendicular a su superficie. La Tierra no es una esfera perfecta, pero se aproxima lo suficiente para que ocurra precisamente eso. En terrenos llanos, la gravedad es perpendicular al suelo, y define nuestro concepto de arriba y abajo. Imaginad ahora el planeta isla de Heratos. Lejos del centro, la gravedad tendría una dirección inclinada con respecto al suelo.

Es más fácil darse cuenta de esto si pensamos en un planeta con forma de cubo. En los cómics antiguos de Superman (pre-crisis, para los entendidos), el propio Superman remodeló el Planeta Bizarro (habitado por Bizarros, copias imperfectas de Superman y Lois Lane), con una pala gigante (sí, sí), para que tuviese forma de cubo. Bien, en el centro de cada cara, no tendríamos problemas. La gravedad sería perpendicular al suelo. Pero a medida que nos acercemos a una arista o a un vértice, la línea que uniera nuestra posición con el centro geométrico del cubo (y por tanto, la dirección de la gravedad), no sería perpendicular a nuestro suelo (la zona de la cara donde estemos). Concretamente, muy cerca del centro de una arista, la fuerza de gravedad tendría una inclinación de casi 45º con respecto al suelo. Para nosotros sería como una gigantesca pendiente. Y cada vértice sería como una montaña descomunal.

Existe otro problema, que en realidad es consecuencia del anterior. Suponiendo que el material que forme el planeta sea lo suficientemente resistente como para resistir su propia gravedad con esa forma, los fluidos, como mares o la atmósfera, tenderán a adquirir forma esférica alrededor del mismo. Volviendo al mundo Bizarro, es fácil darse cuenta que los océanos no podrían existir cerca de aristas. El agua caería hacia el centro de cada cara. Con la atmósfera sucedería lo mismo. habría zonas con mucha presión atmosférica, y otras con muy poca, o incluso sin apenas aire para respirar.

En los episodios de Ulises 31 mencionados, tenemos un problema más. En astronomía, el tamaño sí importa. Para que un planeta tenga atmósfera, es necesario que tenga cierta masa para que la gravedad la retenga. Los gases tienen tendencia a expandirse, y sin un campo gravitatorio lo suficientemente intenso como para que actúe de contenedor, se dispersarían en el espacio. Los planetas que aparecen en los episodios de Heratos y Sísifo, son muy pequeños. Aunque no se den cifras es fácil ver que son más pequeños que nuestra Luna, más o menos del tamaño de un asteroide grande. Y sin embargo, tienen una atmósfera perfectamente respirable, y podríamos decir que hasta un pequeño ecosistema.

Bueno, siempre tenemos el recurso de que las aventuras de Ulises transcurren en el misterioso y desconocido Universo del Olimpo, donde los dioses son todopoderosos, y que ellos crean así los planetas y los mantienen. Pero qué menos que los personajes se extrañen de la existencia de mundos así. Se echa en falta un diálogo entre Ulises y Shirka, aunque sea corto, en el que Ulises exclame ¡Por la gran galaxia! ¡es imposible!