Tamaños comparados de planetas y estrellas

¿Cuáles son las diferencias de escala entre los planetas del sistema solar y las estrellas del Universo?

Los tamaños en el Universo varían en órdenes de magnitud vertiginosos. En el sistema solar, Júpiter es el planeta más grande con un diámetro aproximadamente 11 veces el de la Tierra. El Sol, con un diámetro 109 veces el de la Tierra, podría contener 1 305 620 Tierras en su volumen. Pero comparado con las estrellas gigantes, nuestro Sol es un enano: Betelgeuse (gigante roja) tiene un diámetro aproximadamente 1300 veces el del Sol, es decir, 141 863 veces el de la Tierra. La ley de Stefan-Boltzmann (L = 4πσR²T⁴) permite calcular el radio de las estrellas a partir de su luminosidad y temperatura.

Tamaños comparados de los planetas terrestres

Nuestro Universo es realmente vasto y vacío, sin embargo algunos granos de materia salpican este vacío cósmico, desde los pequeños granos de polvo hasta las estrellas más grandes. Entre los planetas pequeños del sistema solar y las estrellas más grandes, la diferencia de tamaño es enorme; por ejemplo, el diámetro de la estrella Betelgeuse es 141 863 veces mayor que el diámetro de la Tierra. Esta página muestra, en imágenes, algunas comparaciones de tamaños entre planetas y entre estrellas. En el sistema solar, el Sol capturó el 99,86 % de la masa total de polvo y gas de la nebulosa original.

Júpiter, el planeta más grande del sistema, capturó el 71% del resto. Los otros planetas se repartieron el residuo de esta evolución gravitacional, es decir, el 0,038% de la masa total. Los 4 planetas terrestres representan solo ≈ 11 % de la masa total de los planetas del sistema solar.

Tamaños comparados de algunos objetos en relación con la Tierra

Un planeta enano, desde la nueva definición de agosto de 2006, es un cuerpo celeste en órbita alrededor del Sol que posee una masa suficiente para que su gravedad supere las fuerzas de cohesión del cuerpo sólido y lo mantenga en equilibrio hidrostático (bajo una forma casi esférica), y que no es un satélite, pero que no ha despejado su vecindad orbital.

Comparación de los diámetros de los planetas del sistema solar

Este gráfico ilustra los diámetros relativos de los ocho planetas del sistema solar, tomando la Tierra como referencia (diámetro = 1).

Diámetro de las estrellas en comparación con el Sol

Este gráfico ilustra los diámetros relativos de las estrellas Sol, Sirio, Pólux, Arturo, Aldebarán, Rigel, Antares y Betelgeuse, tomando el Sol como referencia (diámetro = 1). Es gracias a la ley de Stefan‑Boltzmann que los astrónomos pueden calcular fácilmente los radios de las estrellas. Betelgeuse tiene un diámetro ≈ 1300 veces el del Sol.

N.B.:
En 1879, el físico austriaco Josef Stefan (1835-1893) descubrió que la energía total emitida por un objeto es proporcional a la potencia 4 de su temperatura absoluta. Gracias a la ley de Stefan-Boltzmann, los astrónomos pueden calcular los radios de las estrellas. La luminosidad de una estrella se escribe: \( L = 4\pi \sigma R^2 T^4 \). (L = luminosidad, σ = constante de Stefan-Boltzmann, R = radio de la estrella y T = temperatura).

Tamaños relativos de los planetas y las estrellas

Nuestro Sol es realmente muy pequeño comparado con algunas estrellas y nuestros planetas no son más que polvo comparado con las Gigantes Azules y Rojas de nuestro Universo.

Tamaño de la Tierra en comparación con el Sol

La Tierra es bastante pequeña comparada con el Sol. En el volumen del Sol se podrían poner 1 305 620 Tierras. Su diámetro medio mide ≈ 12 742 km y el del Sol ≈ 1 392 684 km (≈109 veces más grande). La imagen muestra esta relación de tamaño Tierra/Sol, si la Tierra estuviera en el mismo plano, muy cerca del Sol.

Tamaño de Plutón y Caronte con la Tierra y la Luna

Las nuevas mediciones e imágenes de Plutón y Caronte obtenidas por la sonda New Horizons (julio de 2015) nos permiten hacer este montaje comparativo.

FAQ: Todo sobre los tamaños comparados de planetas y estrellas

¿Cuál es el planeta más grande del sistema solar y cómo se compara con los demás?

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar. Su diámetro es aproximadamente 11 veces el de la Tierra y su masa representa el 71% de la masa total de los planetas (excluyendo el Sol). Saturno le sigue con un diámetro aproximadamente 9,5 veces el de la Tierra, luego Urano (~4 veces) y Neptuno (~3,9 veces). Los planetas terrestres (Tierra, Venus, Marte, Mercurio) son mucho más pequeños: Venus tiene un diámetro similar al de la Tierra (aproximadamente el 95%), Marte tiene aproximadamente la mitad del tamaño de la Tierra, y Mercurio es el más pequeño de los planetas (aproximadamente el 38% del diámetro terrestre).

¿Cómo miden los astrónomos el tamaño de las estrellas?

El tamaño de las estrellas no se mide generalmente de forma directa (excepto para las más cercanas por interferometría). Se calcula a partir de la ley de Stefan-Boltzmann: L = 4πσR²T⁴, donde L es la luminosidad de la estrella, σ la constante de Stefan-Boltzmann, R el radio de la estrella y T su temperatura superficial. Midiendo la luminosidad (cantidad de energía emitida) y la temperatura superficial (a través de su espectro), se puede deducir el radio de la estrella. Esta ley muestra que la luminosidad es proporcional a la superficie (R²) y a la potencia 4 de la temperatura.

¿Por qué las estrellas pueden ser tan enormes en comparación con los planetas?

Las estrellas son enormes bolas de gas mantenidas por el equilibrio entre la presión de fusión nuclear (hacia el exterior) y la gravedad (hacia el interior). Su tamaño depende de su masa, su etapa evolutiva y la presión de radiación. Las estrellas gigantes rojas (como Betelgeuse) están en una etapa avanzada de su vida donde se han expandido desmesuradamente después de haber agotado el hidrógeno en su núcleo. Las enanas marrones y los planetas gigantes gaseosos (Júpiter) ocupan una zona intermedia, pero el límite entre planeta y estrella está definido por la fusión nuclear: una estrella es un objeto que fusiona hidrógeno en helio (o lo ha hecho). Por debajo de aproximadamente 13 masas jovianas, la fusión no es posible.