La autogravedad es la fuerza gravitatoria que ejerce un sistema, en particular un cuerpo celeste o un sistema de cuerpos, sobre sí mismo. Con una masa suficiente , esto permite que el sistema se mantenga unido. [2] Los efectos de la autogravedad tienen importancia en los campos de la astronomía , la física , la sismología , la geología y la oceanografía . [3] [4] [5]
La fuerza de la autogravitación difiere con respecto al tamaño de un objeto y la distribución de su masa. Por ejemplo, los océanos de la Tierra [5] o los anillos de Saturno causan efectos gravitacionales únicos . [4] Donald Lynden-Bell , un astrofísico teórico británico , construyó la ecuación [6] para calcular las condiciones y los efectos de la autogravitación. El propósito principal de la ecuación es dar descripciones exactas de modelos para cúmulos globulares aplanados en rotación . También se utiliza para comprender cómo las galaxias y sus discos de acreción interactúan entre sí. Fuera de la astronomía, la autogravedad es relevante para observaciones a gran escala (en o cerca de la escala de los planetas) en otros campos científicos.
Los astrónomos deben tener en cuenta la autogravedad porque los cuerpos con los que se trabaja son lo suficientemente grandes como para tener efectos gravitacionales entre sí y dentro de sí mismos. La autogravedad afecta a los cuerpos que pasan unos junto a otros en el espacio, dentro de la esfera definida por su límite de Roche . De esta manera, los cuerpos relativamente pequeños pueden desgarrarse, aunque normalmente los efectos de la autogravitación mantienen intacto al cuerpo más pequeño porque este se alarga. Esto se ha observado en Saturno porque los anillos son una función de la autogravedad entre partículas. [4] Además, en la mayoría de las circunstancias astronómicas, el tránsito a través de un límite de Roche es temporal, por lo que la fuerza de la autogravitación puede restaurar la composición del cuerpo después del hecho. [8] [2] La autogravedad también es necesaria para comprender los discos de objetos cuasi estelares , la formación de discos de acreción y la estabilización de estos discos alrededor de objetos cuasi estelares . [9] Las fuerzas autogravitacionales también son significativas en la formación de planetesimales e indirectamente en la formación de planetas , lo cual es fundamental para comprender cómo se forman y se desarrollan los planetas y los sistemas planetarios con el tiempo. [10] La autogravedad se aplica a una variedad de escalas, desde la formación de anillos alrededor de planetas individuales hasta la formación de sistemas planetarios.
La autogravedad tiene implicaciones en el campo de la sismología porque la Tierra es lo suficientemente grande como para tener ondas elásticas que pueden cambiar la gravedad dentro de la Tierra a medida que las ondas interactúan con estructuras subterráneas a gran escala. Algunos modelos dependen del uso del método de elementos espectrales [11] , que tiene en cuenta los efectos de la autogravitación porque puede tener una gran influencia en los resultados para ciertas configuraciones de receptor-fuente y crea complicaciones en la ecuación de onda , particularmente para ondas de período largo . Este tipo de precisión es fundamental para desarrollar modelos de corteza tridimensionales precisos en un cuerpo esférico (la Tierra) en el campo de la sismología, lo que permite extraer interpretaciones más precisas y de mayor calidad de los datos. La influencia de la autogravedad y la gravedad altera la importancia de las ondas primarias (P) y secundarias (S) en la sismología porque cuando se tiene en cuenta la gravedad, los efectos de la onda S se vuelven menos significativos de lo que serían sin ella. [12]
La autogravedad influye en la comprensión del nivel del mar y los casquetes polares para los oceanógrafos y geólogos, lo que es particularmente importante para anticipar los efectos del cambio climático . [3] [5] [13] [14] La deformación de la Tierra a partir de las fuerzas sobre los océanos se puede calcular si se trata a la Tierra como un fluido y se tienen en cuenta los efectos de la autogravedad. Esto también se utiliza para tener en cuenta la influencia de la carga de las mareas oceánicas al observar la respuesta de deformación de la Tierra a la carga armónica de la superficie. [14] Los resultados del cálculo de los niveles del mar postglaciales cerca de los casquetes polares son significativamente diferentes cuando se utiliza un modelo de Tierra plana que no tiene en cuenta la autogravedad, a diferencia de una Tierra esférica donde se tiene en cuenta la autogravedad debido a la sensibilidad de los datos en estas regiones, lo que muestra cómo los resultados pueden cambiar drásticamente cuando se ignora la autogravedad. [3] [15] También se han realizado investigaciones para comprender mejor las ecuaciones de marea de Laplace para tratar de entender cómo la deformación de la Tierra y la autogravedad dentro del océano afectan al componente de marea M2 (las mareas dictadas por la Luna ). [13] Se ha sugerido que si el complejo de hielo de Groenlandia se derrite, el nivel del mar en realidad caerá alrededor de Groenlandia y aumentará en áreas más alejadas debido a los efectos de la autogravedad . [5]