Por que os planetas são redondos e as pedras não

Os planetas são redondos porque a gravidade puxa tudo para o centro, e a única forma em que nada sobra para ser puxado é a bola. Se um pedaço qualquer ficasse para fora, a gravidade o arrastaria para dentro; se um buraco ficasse afundado, o material das bordas escorregaria para preenchê-lo. Uma pedra pequena não vira bola porque a gravidade dela é fraca demais para vencer a dureza da própria rocha. A pergunta interessante, então, não é por que Júpiter é redondo — é em que tamanho uma pedra deixa de ser pedra e vira mundo. E a resposta tem uma surpresa: não existe um número exato.

A gravidade não sabe fazer outra coisa além de bola

Imagine empilhar areia molhada na praia. Você consegue um montinho de uns 30 centímetros; passou disso, ele desmorona. O peso da areia de cima vence o atrito da areia de baixo, e o monte escorrega até virar um cone baixo e largo. O limite existe porque a força que segura a areia no lugar é pequena comparada ao peso dela.

Agora imagine o mesmo problema num corpo com milhares de quilômetros. O "peso" ali é enorme, porque a gravidade cresce junto com a massa. A rocha, por mais dura que seja, começa a se comportar como uma massa de pão muito grossa: lenta, mas inevitavelmente, ela escorre. Toda montanha afunda, todo buraco se enche, e ao longo de milhões de anos o corpo inteiro assume a forma em que a gravidade fica igual em todas as direções. Essa forma é a esfera.

Os astrônomos chamam esse estado de equilíbrio hidrostático: o corpo se comportou como se fosse líquido, mesmo sendo feito de rocha. E isso é tão importante que virou regra oficial. Quando a União Astronômica Internacional definiu o que é um planeta, em 2006, o segundo dos três critérios foi exatamente este: ter massa suficiente para a própria gravidade o ter arredondado. Contamos essa história inteira em Por que Plutão não é mais um planeta.

Em que tamanho a pedra desiste

Corpos pequenos não têm chance. Fobos, a maior lua de Marte, tem raio médio de pouco mais de 11 km segundo o Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, e parece uma batata amassada — tratamos dela em Fobos e Deimos, as luas de Marte. A gravidade de um corpo desse porte é tão fraca que um astronauta conseguiria pular alto o bastante para nunca mais voltar. Ela não tem força nenhuma para remodelar rocha.

Subindo na escala, a coisa muda perto de algumas centenas de quilômetros. Veja onde está a linha, com os dados do JPL e da NASA:

Leia essa tabela de cima para baixo e o padrão parece claro até a terceira linha. Depois ele quebra.

A prova lado a lado: Vesta e Ceres

O melhor par de comparação está no cinturão de asteroides, e os dois foram fotografados pela mesma sonda, a Dawn, o que elimina qualquer dúvida sobre método.

Vesta é o maior objeto que ainda é chamado de asteroide. O banco de dados de corpos pequenos do JPL dá para ele um diâmetro médio de 523 km, mas o número que interessa é outro: as três medidas dele são 569, 554 e 453 km. Ou seja, o eixo mais comprido é 116 km maior que o mais curto. Isso não é um detalhe de arredondamento, é o formato de uma batata grande.

Ceres tem 939 km de diâmetro médio, quase o dobro de Vesta, e as medidas dele são 964, 964 e 892 km. Também não é uma esfera perfeita — mas repare na diferença qualitativa: em Vesta os três eixos são todos diferentes; em Ceres dois são idênticos e só o terceiro é menor. Isso é o formato de uma bola girando, achatada nos polos, e não o de um pedregulho. Ceres é redondo e por isso foi promovido a planeta anão em 2006; Vesta continua asteroide. Os dois aparecem em O cinturão de asteroides: o que existe entre Marte e Júpiter.

Um aviso de leitura, porque o site já publicou outro número: páginas da NASA dão o raio de Ceres como 476 km, o que resulta em 952 km de diâmetro. O JPL publica 939,4 km. Os dois estão certos e medem coisas ligeiramente diferentes — um arredonda o raio, o outro tira a média dos três eixos de um corpo que, como acabamos de ver, não é uma bola perfeita. Quando um corpo não é esférico, "o diâmetro" deixa de ser uma coisa só.

Por que não existe um número exato

Aqui está a surpresa que desmonta a tabela. Proteu, a segunda maior lua de Netuno, tem cerca de 416 km de diâmetro. Mimas, lua de Saturno, tem 396 km. Proteu é maior, e Proteu não é redondo.

A NASA descreve Proteu sem rodeios: ele tem uma forma esquisita, parecida com uma caixa, e se tivesse só um pouco mais de massa conseguiria virar uma esfera. É a frase mais reveladora do assunto inteiro, porque ela fala em massa, não em tamanho.

E é aí que está a resposta. O que arredonda um corpo não é quantos quilômetros ele mede, é quanta gravidade ele consegue gerar e quão fácil é deformar o material de que ele é feito. Gelo cede muito mais fácil que rocha. Mimas é uma bola de gelo: dividindo a massa que o JPL publica pelo volume dele, a densidade dá 1,15 grama por centímetro cúbico, quase a da água, e bem menos que a de Vesta, que é 3,46. Gelo com pouca gravidade escorre; rocha com muita gravidade resiste. Por isso a linha entre mundo e pedregulho não é uma linha, é uma faixa borrada que depende do cardápio de cada corpo.

Nenhum planeta é uma bola perfeita

Todo planeta gira, e girar joga o material para fora no equador — a mesma força que empurra você contra a porta do ônibus numa curva. O resultado é que todos eles são achatados nos polos. A ficha planetária do arquivo de dados espaciais da NASA mostra quanto:

A Terra é gorda no meio, então. Mas quanto isso aparece? Se você encolhesse o planeta até virar um globo de 1 metro, o diâmetro medido no equador seria apenas 3,4 milímetros maior que o medido de polo a polo. Você não perceberia passando a mão. Da órbita, a Terra parece uma bola perfeita porque, para todos os efeitos, ela é.

Saturno, o mais achatado de todos

Com Saturno é outra história: aqueles 5.904 km fazem o diâmetro dele no equador ser quase 11% maior que o medido de polo a polo. No mesmo globo de 1 metro, o diâmetro medido no equador seria 10 centímetros maior que o medido de polo a polo. Isso é visível até num telescópio amador: Saturno não parece um círculo na ocular, parece um ovo deitado.

Duas coisas se somam para isso. Saturno gira muito rápido, completando uma volta em 10 horas e 34 minutos, enquanto a Terra leva 24. E ele é feito quase todo de gás, sem crosta sólida nenhuma segurando o formato — o planeta inteiro é fluido e responde ao giro sem resistir. Júpiter, que gira ainda mais rápido, é um pouco menos achatado porque é mais denso e sua gravidade puxa com mais força para dentro. Os detalhes de quem gira quanto estão em Quanto tempo dura um dia em cada planeta.

A mesma gravidade também limita as montanhas

Há uma consequência bonita disso tudo. A gravidade que arredonda o planeta é a mesma que impede as montanhas de crescerem para sempre: passado certo ponto, a base da montanha não aguenta o peso e começa a afundar, igual ao monte de areia da praia.

É por isso que o maior vulcão do Sistema Solar está em Marte e não aqui. Marte tem 0,38 vez a gravidade da Terra, então uma pilha de rocha pesa menos lá e pode crescer bem mais antes de ceder. O Monte Olimpo chega a mais de 20 km de altura, contra os 8.849 metros do Everest — a história completa está em Monte Olimpo: a maior montanha do Sistema Solar.

Nos dois casos, a regra por trás é a mesma: num corpo grande o bastante, a gravidade sempre ganha no longo prazo. Ela arredonda o planeta e ela derruba a montanha. O que é uma pedra teimosa numa escala pequena vira massa de modelar numa escala grande.