As estrelas sempre foram muito misteriosas para o
ser humano. As tribos das pradarias americanas viam nelas as fogueiras de seus
ancestrais, em volta das quais eles estariam reunidos, contando histórias,
caçando, etc.
Mesmo para a ciência, até pouco tempo parecia que
as estrelas estariam para sempre fora do nosso alcance, que nunca poderíamos
saber do que são feitas, por exemplo. Mas tudo isso mudou com a
espectroscopia, a teoria da gravidade de Newton, o desenvolvimento de
telescópios e a física atômica.
Juntando as peças, os cientistas têm uma boa ideia
sobre como as estrelas se originam, como amadurecem, e como morrem. Boa parte
destes processos já foi até testemunhada, principalmente os mais dramáticos: as
explosões de novas, supernovas e hipernovas.
Protoestrelas
No princípio, as estrelas todas têm origem
semelhante: uma grande nuvem de gás e poeira, conhecida como nebulosa
planetária, ou nebulosa molecular gigante entra em colapso. O equilíbrio da
nuvem é rompido, ela se fragmenta, e cada fragmento entra em colapso
gravitacional. A matéria espirala cada vez mais rápido em direção ao centro, se
aquecendo também.
Quando chega ao centro, a matéria está tão quente
que está no estado de plasma ionizado, a substância mais quente do universo.
Isso tudo acontece muito rápido: em poucas centenas de milhões de anos uma
protoestrela se forma.
Essa “bolha de gás” quente tende a expandir, mas
não muito, por que existe uma força que a mantém comprimida: a atração
gravitacional de sua própria massa. O cabo-de-guerra entre estas duas forças
poderosas vai dominar a vida da futura estrela.
O que vai acontecer a seguir depende da massa que
ela acumulou.
Estrelas
pequenas
Estrelas do tamanho aproximado de até oito vezes o
tamanho do nosso sol têm uma vida mais longa e rica. Tomando como exemplo o
nosso sol, ele deve queimar como estrela amarela, transformando hidrogênio em
hélio, por 10 bilhões de anos, mais ou menos (e está na metade deste ciclo).
Estrelas menores têm temperatura menor e queimam por mais tempo.
Depois de ter transformado parte do hidrogênio em
hélio, o processo para, e a estrela contrai, aquece e expande novamente, desta
vez como uma estrela gigante vermelha, que transforma hélio em carbono, cálcio
e outros elementos químicos.
Mas esta fase da vida não dura muito. Dois ou três
bilhões de anos depois de se tornar uma gigante vermelha, o processo de
conversão do hélio termina, e as camadas superiores da estrela caem sobre o
núcleo, aquecendo-o rapidamente e gerando um flash de hélio que é quase uma
explosão, expulsando as camadas exteriores da estrela para o espaço. As camadas
expulsas vão formar o que chamamos de nebulosa planetária.
No fim, o que sobra é uma anã branca, uma estrela
feita de carbono em alta pressão – um diamante,
que vai esfriando lentamente, até que alguns trilhões de anos depois se torna
um carvão frio no espaço. Este é o destino do nosso sol.
Estrelas
gigantes
Qualquer estrela que seja maior que dez vezes o
nosso sol é uma gigante, e já começa a vida como gigante vermelha. Ela aquece
mais, expulsa mais matéria na forma de um vento solar mais forte, e vive menos,
muito menos.
Em apenas algumas centenas de milhões de anos, a
estrela consome todo o seu hidrogênio, e entra em colapso. Mas ela é muito
maior que o sol, e quando suas camadas exteriores desmoronarem, elas vão acelerar
muito mais, e ricochetear violentamente no núcleo da estrela, explodindo em
mais luz do que uma galáxia inteira – se torna uma supernova.
Quando explode como supernova, as estrelas gigantes
também formam nebulosas. Só que como as supernovas produzem elementos mais
pesados, as nebulosas produzidas por elas tem elementos
mais pesados também. Depois de explodir como supernova, o que sobra da
estrela se contrai e, se tiver massa de até 1,4 massas solares, se torna uma
anã branca, terminando seus dias como um diamante.
Se tiver um pouco mais de massa, os elétrons são
empurrados contra os prótons que se convertem então em nêutrons, e a estrela
vira uma estrela de nêutrons ou um pulsar. Uma estrela de nêutrons pode ter a
massa do nosso sol, e ter um diâmetro de apenas 30 quilômetros – elas são
extremamente compactas. Para você ter uma idéia de como isso é compacto, um
balde de uma estrela de nêutrons tem a mesma massa do que toda a água de nosso
planeta.
Mas se a massa remanescente for maior que três
massas solares, a atração gravitacional vence tudo, e ela continua “caindo”
sobre seu núcleo, compactando-se em um corpo tão denso que a gravidade
superficial não deixa nem mesmo a luz escapar: é um buraco negro.
O ciclo
reinicia
Lembra das camadas da estrela gigante, expulsas
pela explosão de supernova? Depois da explosão, estas camadas vão formando uma
casca de gases e poeira, uma nebulosa planetária, rica em elementos.
Esta nebulosa planetária vai se misturar com outras
nebulosas resultantes de explosões de outras supernovas, e vai um dia entrar em
colapso e formar estrelas, em um ciclo.
Acredita-se que o sol tenha se formado de uma
nebulosa planetária resultada da explosão da primeira geração de estrelas. Ou
seja, o nosso sol representa a segunda reciclagem
de material cósmico.
E como a nebulosa que o formou era a mistura dos
restos da explosão de várias supernovas, existe uma boa chance que o carbono da
tua mão direita tenha vindo de uma estrela, e o carbono da tua mão esquerda, de
outra estrela. Já pensou?
É como poesia: você é filho das estrelas que
tiveram uma vida curta, intensa e brilhante, agonizaram e explodiram em luz
para que você pudesse vir a existir…[Wikipedia,
EAD
Cosmofísica - URFJ, Observatório
Nacional - Curso de Evolução Estelar, Superinteressante]
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