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A turbulenta vida das estrelas (V.3, N.3, P.5, 2020)

Tempo de leitura: 5 minutos
#acessibilidade Via-Láctea vista do oeste do estado da Virginia, Estados Unidos. Vemos muitas estrelas com um rastro claro cortando o céu noturno.

Este texto responde a pergunta feita por estudante da ETEC Lauro Gomes

Os pontos brilhantes que vemos no céu e que tanto intrigaram nossos ancestrais ainda continuam nos causando imensa curiosidade. Por conta disso (também) existe uma ciência que estuda somente os astros, que é a Astronomia. Ainda assim, dentro dessa ciência existem diversos campos de estudos, diria até que são vastos como nosso Universo.

Para começar a entender como funciona a ‘vida’ de uma estrela precisamos entender do que ela é feita. As estrelas, como o nosso Sol, não são bolas de fogo como algumas pessoas imaginam, apesar disso são muito quentes (no caso do nosso Sol, a temperatura da superfície é de 5504⁰C). Esse fato se deve por causa das reações nucleares no núcleo do astro, isso significa que o Sol consegue transformar Hidrogênio em Hélio por meio de fusão nuclear, em um processo chamado cadeia p-p. Isso libera energia em forma de fótons.

As estrelas são feitas basicamente disso, os processos de fusão nuclear vão criando ‘camadas’ de elementos e a estrela continua produzindo energia. Até um certo momento em que acaba essa capacidade por terem somente elementos pesados em seu núcleo. Vamos entender como funciona essa ‘vida’.

A formação das estrelas se dá em locais que nós chamamos de nebulosas e que Carl Sagan apelida de berçário das estrelas. Não à toa já que por conta das condições de gases presentes nesses locais é possível que haja um colapso gravitacional que origina o corpo celeste, então há uma força gravitacional querendo contrair a estrela enquanto outras forças tentam inflá-la, em uma constante batalha pela ‘sobrevivência’.

testa di cavallo - A turbulenta vida das estrelas (V.3, N.3, P.5, 2020)

#acessibilidade Representação artística da Nebulosa “testa de cavalo”. Espaço estrelado avermelhado com uma nuvem de poeira escura ao centro.

Nesse ponto é interessante adicionarmos o conhecimento de ‘evolução estelar’, já que entendemos que as estrelas não são seres vivos, correto? Então elas não lutam ‘pela vida’ e sim sofrem um processo natural de evolução, que depende das condições em que foram formadas e do tamanho dessas estrelas. Uma ferramenta que mostra um pouco resumidamente sobre a evolução estelar é o Diagrama de Hertzprung-Russel, onde podemos classificar a estrela por luminosidade e temperatura, o que significa ser possível determinar a idade desses corpos.

diagrama de hertzsprung russel - A turbulenta vida das estrelas (V.3, N.3, P.5, 2020)

#acessibilidade Diagrama de Hertzprung-Russel. Gráfico com a temperatura da superfície em Kelvin no eixo x, variando de 40 mil a zero, e luminosidade em unidades solares, variando de 10 elevado a menos 5 até 10 elevado a 6. Linhas na diagonal agrupam concentram a maioria das estrelas, com as anãs brancas estando abaixo da luminosidade do sol e variando entre 6 e 30 mil graus, as gigantes sendo mais quentes e mais luminosas que o Sol, as supergigantes sendo mais luminosas, mas não necessariamente mais quentes e as demais seguindo um padrão aproximado de quanto mais quente mais luminosa.

Vendo pelo diagrama podemos entender que as estrelas recém-nascidas ocupam a parte esquerda do gráfico, formando o que é chamado de sequência principal, onde é possível mapear o tempo de atividade da estrela e como ela vai evoluir e, até mesmo, como será seu fim.

ciclo de vida de uma estrela - A turbulenta vida das estrelas (V.3, N.3, P.5, 2020)

#acessibilidade Ciclo de vida estelar simplificada em cinco partes: nascimento, fase principal, velhice, morte e remanescente. Começa com representações de uma nuvem molecular então aglomerados abertos e protoestrelas, que podem vir a ser uma anã marrom, uma estrela de baixa massa ou uma massiva. A estrela massiva envelhece e vira uma supergigante vermelha, então uma supernova tipo 2 que pode vir a ser um buraco neutro ou uma estrela de neutron ou apenas remanescentes da supernova. A estrela de baixa massa vira uma gigante vermelha que pode vir a ser uma nebulosa planetária, então uma anã branca então uma anã negra ou vira uma anã branca binária, então uma nova ou supernova.

Vejam resumidamente como são as fases de evolução de uma estrela:

1 – Queima de Hidrogênio: a fase em que a estrela está transformando hidrogênio em hélio, que é quando ela está na sequência principal. Nosso Sol está nessa fase, mas algumas estrelas mais jovens podem apresentar cor azulada;

2 – Gigante Vermelha: acontece quando o Hidrogênio do núcleo se esgota e a próxima camada ‘cai’ no núcleo para que haja uma continuação da fusão. O interior da estrela esquenta, já a superfície esfria e ela se expande;

3 – Queima de Hélio: em um ponto a estrela começa a fazer fusão com moléculas de Hélio para continuar a produção de energia. Ela agora queima Hélio no núcleo e Hidrogênio em camadas superiores;

4 – Gigante do Ramo Assintótico: agora o núcleo é formado por um caroço de Carbono enquanto Hélio e Hidrogênio são fundidos em camadas superiores. Nesse ponto, a estrela é maior e mais luminosa do que como Gigante Vermelha;

5 – Morte estelar: esse ponto depende da massa da estrela. Resumidamente: quando uma estrela tem massa muito baixa, ela ejeta seu envelope e o que resta é somente o núcleo, se transformando assim em uma Anã Branca. Quando é uma estrela com massa maior, ela vai produzindo outros elementos por fusão até não aguentar mais e se tornar uma Supernova, uma explosão gigantesca. Para estrelas maiores ainda também é possível que se transforme em uma Estrelas de Nêutron ou, em casos extremos, em um Buraco Negro.

Mas esses são temas para outros textos…

Fontes:

Fonte da imagem destacada: http://www.ForestWander.com / CC BY-SA 3.0 US

Fonte da imagem 1: ESO / CC BY

Fonte da imagem 2: ESO / CC BY

Fonte da imagem 3:

B. W. Carroll & D. A. Ostlie, An Introduction to Modern Astrophysics (2nd editon), editora Pearson / Addison Wesley

Kepler de Oliveira, Maria de Fátima Saraiva, Astronomia e Astrofísica, ed. Livraria da Física

A. C. S. Friaça, E. D. Pino, V. J. S. Pereira, Jr. L. Sodré, Astronomia: Uma Visão Geral do Universo, editora Edusp

Para saber mais:

Cosmos (Edição 2015) – Neil deGrasse Tyson

A Dança do Universo – Marcelo Gleiser

Outros divulgadores:

Canal do Físico Marcelo Gleiser no YouTube

Arcturus Astronomia

Curso de Astronomia aberto na UFABC

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