¿Por qué algunas entidades universales son redondas y otras planas?

Hace tiempo que me pregunto por qué algunos objetos del universo (como estrellas, planetas, etc.) son redondos, mientras que otros son planos (galaxias, anillos planetarios y discos protoplanetarios).

Sé que estas formas surgen debido a la gravedad. En los planetas, la gravedad del núcleo atrae todo hacia el centro, redondeando así el planeta (lo mismo con las estrellas). Pero con Saturno, por ejemplo, ¿por qué sus anillos se han formado como anillos y no como una capa esférica de hielo que rodea al planeta?

Lo mismo con el cinturón de Kuiper y el cinturón de asteroides, supongo que la mecánica allí es la misma que con una órbita planetaria, por lo tanto, son cinturones y no nubes. Pero entonces, ¿qué pasa con la nube de ort? ¿Por qué es una enorme nube en el sistema solar más exterior y no un enorme anillo de hielo?

En cuanto al sistema solar en sí, he leído que el sistema solar tiene forma de huevo, pero ¿no debería ser como la galaxia (o al revés)?

He intentado investigar esto y preguntarme qué diferentes leyes de la física pueden aplicarse en cada caso, pero todo es realmente confuso.

Uno de mis videos favoritos de física de minutos sobre esto: youtube.com/watch?v=tmNXKqeUtJM

Respuestas (2)

Tiendo a verlo simplemente como una consecuencia de la simetría, la ruptura de la simetría y el equilibrio entre ellos. La más simple es la simetría esférica donde todas las direcciones son iguales, así como otra (isotropía). Es el caso del Sol, los planetas, los cúmulos globulares de estrellas, ... Si hay alguna (suficiente) rotación involucrada, esta isotropía se romperá, habrá una dirección distinguida y esto dará objetos planos: galaxias espirales, anillos planetarios , ... o incluso a veces objetos lineales como un jet relativista. Por supuesto, cuando hay algo de rotación involucrada pero no muy fuerte, tendrás algunos objetos intermedios: la Tierra es un elipsoide, galaxias elípticas, ...

Nota preliminar: hay una continuidad de formas más o menos aplanadas. Ningún objeto macroscópico es realmente esférico o realmente plano . Tome Júpiter: tiene un período de rotación alrededor de su eje de 10 horas, y puede ver claramente que es un elipsoide. Es la fuerza centrífuga , combinada con la atracción gravitacional, lo que da forma a estos objetos.

Ahora a su pregunta: los planetas y las estrellas son cuerpos densos y giran como objetos únicos. Por otro lado, la nube de Oort, los anillos de Saturno, los cúmulos estelares y las galaxias están hechos de partículas independientes que flotan libremente en mucho espacio vacío. Dependiendo de la historia de formación y el entorno gravitatorio (por ejemplo, Saturno y sus lunas) de estas entidades, las órbitas de estas partículas individuales pueden estar más o menos alineadas y formar nubes más o menos esféricas.

Entonces, esencialmente, es la inercia combinada con la gravedad lo que hace que un planeta tenga una forma redondeada. Entonces, el material exterior viaja más rápido y actúa como si estuviera orbitando el núcleo, excepto que todo el material se mantiene unido. Eso tiene sentido para mí. Pero en términos de grandes grupos de 'partículas independientes' como mencionaste, ese modelo suena bastante similar a un átomo. En un átomo, los electrones orbitan alrededor del núcleo, dándole una forma aparentemente esférica. Entonces, ¿por qué no ocurre lo mismo con las galaxias? ¿Por qué algunas estrellas no orbitan verticalmente en lugar de horizontalmente (desde nuestro marco de referencia)?
Muchas galaxias contienen estrellas con órbitas orientadas "aleatoriamente" y sin ninguna estructura de disco . Se llaman galaxias elípticas (haga clic para ver las imágenes). La razón de la diversidad en las órbitas estelares es la historia de formación de las galaxias. El consenso científico es que las galaxias generalmente se forman por "fusiones" de galaxias más pequeñas, a menudo muchas de ellas durante miles de millones de años. Tales fusiones ocurren en direcciones aleatorias (no solo en el plano de un disco) y, por lo tanto, a menudo resultan en un "desorden" de órbitas.
Oh, está bien, eso tiene más sentido, así que todo tiene que ver con cómo se forman y en qué dirección se forman.