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Evolução Estelar

As estrelas também morrem. Esta é, meus amigos, a mais pura das verdades. São "vivas"... Nascem, crescem, morrem. Algumas até se alimentam.

De facto, o Universo não apareceu ali, assim de um momento para o outro. Foi necessário um longo processo de evolução que levou milhares de milhões de anos até chegar à complexidade que hoje tem.

Da mesma forma, as estrelas não apareceram ali em cima, assim simplesmente. Tiveram de nascer, de se formar. Cada uma delas, no seu tempo, no seu lugar com as suas características.

O que pretendo com este artigo, é explicar de forma fácil, como nascem, vivem e morrem as estrelas.

Uma estrela é uma enorme bola de gás a arder. Todo esse gás teve de vir de algum lado. E algo teve de acontecer para que esse gás se juntasse e formasse uma estrela. Esse é o processo de que vos vou falar.

 

O Universo é composto por muitas coisas, mas principalmente por hidrogénio. Cerca de 2/3 do Universo são hidrogénio. Este encontra-se espalhado um pouco por todo o Universo, concentrado em grandes massas - as nebulosas - e normalmente está ali parado sem fazer nada. Mas, a uma dada altura, eis que algo acontece, um desequilíbrio gravitacional, provocado pela sua própria massa ou por uma perturbação qualquer como, por exemplo, a passagem de uma estrela por perto, provoca a fragmentação da nebulosa, desfazendo-a em pedaços.

Um desses pedaços, por força da gravidade começa a contrair-se e a comprimir-se de forma gradual até que se forma uma protoestrela, ou seja, uma estrela embrionária. Um núcleo denso e um halo de gás em colapso e crescente aquecimento.

O núcleo, ao fim de várias dezenas de milhar de anos (cerca de 50 000 anos), está tão quente que começam a verificar-se os processos de combustão nuclear, a protoestrela acende-se ...nasceu uma estrela! Começam a verificar-se intensas correntes de convecção e as suas camadas exteriores são expelidas por um vento muito quente e forte. Após mais umas dezenas de milhar de anos (50 000) nesta fase, a jovem estrela atinge a maturidade, fase em que está estabilizada. Nesta fase a pressão para fora, provocada pela libertação de energia decorrente da fusão nuclear do hidrogénio em hélio, é contrabalançada pela própria gravidade da estrela, mantendo assim um precioso equilíbrio - o equilíbrio hidroestático. Está formada uma estrela com algumas vezes a massa do Sol, de entre 3 a 15 vezes.

Assim viverá a nossa estrela durante cerca de 10 milhões de anos, até que todo o hidrogénio no seu núcleo tenha sido transformado em hélio. Neste ponto, deixa de existir pressão do interior, devido à paragem da fusão nuclear, o núcleo contrai-se e aquece, o hidrogénio das camadas superiores continua a fundir-se em hélio, provocando, todo este processo, a expansão da estrela, tornando-a numa super gigante vermelha.

Nesta fase o hélio resultante da fusão nuclear do hidrogénio, começa a fundir-se em carbono, pois a temperatura subiu de tal forma que este processo é agora possível no núcleo. Este carbono será fundido em fases sucessivas em elementos cada vez mais pesados. Este fenómeno é provocado pela contracção e aquecimento do núcleo, por acção da gravidade, e esta é a tentativa desesperada de evitar o colapso do núcleo, pela necessidade de re-adquirir o equilíbrio hidroestático e garantir a subsistência da estrela.

Quando, finalmente, o ferro é produzido no núcleo, a estrela está condenada.

Não mais será possível a fusão nuclear no núcleo, logo não há mais energia para manter o equilíbrio, para contrariar a gravidade. O núcleo então colapsa catastroficamente, forçado pela sua própria gravidade. Este colapso liberta quantidades incríveis de energia para as camadas exteriores da estrela, provocando uma das mais espectaculares e violentas explosões conhecidas no Universo - uma Supernova!Num curto espaço de tempo, uma única estrela poderá brilhar tanto quanto uma única galáxia!

Quando acontece a supernova, como resultado desta violenta e catastrófica explosão, são enviados para o espaço, juntamente com várias ondas de choque, nuvens de gás e poeira.

Surge, também, um objecto, a estrela de neutrões. Esta forma de estrela é muito pequena, apenas uns quilómetros de diâmetro, mas incrivelmente densa. É o núcleo central da estrela defunta. A grande pressão gravitacional provoca o esmagamento da matéria em neutrões estreitamente ligados.
É um objecto que gira muito rapidamente, até cerca de 30 vezes por segundo ou mais. Existem várias que, no seu movimento de rápida rotação, emitem ondas de rádio, centradas nos pólos magnéticos. Quando estes sinais varrem o espaço, atingindo a Terra, podemos captá-los como se fossem feixes de farol. São captados sob a forma de pulsações magnéticas pelos radioastrónomos, através dos radiotelescópios. Por isso, estas estrelas, foram e são designadas por pulsares.

Foi a partir de uma destas nuvens que se formou o Sistema Solar. Do remanescente de uma supernova, ou seja dos restos de uma estrela que explodiu, com hidrogénio, hélio e elementos mais pesados gerados na estrela morta, incluindo elementos mais pesados que o ferro que só são criados pela explosão da supernova, o Sistema Solar começou a formar-se. Uma onda de choque fez com que a matéria da nuvem começasse a contrair-se. Este processo é muito demorado, podendo levar milhões de anos até que a nuvem se contraia o suficiente para aquecer o núcleo à temperatura de desencadear a fusão nuclear e se acenda.

Passado um milhão de anos ou mais, o jovem Sol terá o dobro da largura actual e será cerca de 1 vez e meia mais brilhante. A nuvem começa a rodar, e pela força dessa rotação e da gravidade a nuvem achata-se, formando um disco. Neste disco as colisões do material existente são muito abundantes e esse material, começa a agregar-se em corpos chamados planetesimais. Após algo como uns 30 milhões de anos, o Sol atingiu a maturidade, somente um pouco mais escuro e frio que actualmente. O núcleo tem uma "agradável" temperatura de cerca de 10 milhões K, o suficiente para activar a sua fornalha nuclear, começando a fusão do hidrogénio em hélio. Os planetesimais, agregaram praticamente toda a matéria e são agora os nove planetas (ou oito, mas isso será outro artigo). Contudo deixaram restos, como a cintura de asteroides, os cometas e, pensa-se que exista, a nuvem de Oort.

A fase seguinte é a actual. O Sol transforma-se numa estrela amarela, vivendo na chamada sequência principal, a temperatura no seu núcleo é agora de cerca de 15 milhões K, bastante quentinho...Até chegar aos nossos dias, o Sol demorou cerca de 4600 milhões de anos!

Mas infelizmente, o Sol não é eterno. Vai morrer, vai apagar-se um dia ...Daqui a cerca de 4000 milhões de anos, o hidrogénio do núcleo terá sido todo transformado em hélio, por fusão nuclear. Este hélio é quase puro e muito denso. Nas camadas exteriores a fusão do hidrogénio em hélio, contínua ...

Nesta fase, já estaremos esturricados há muito, pois o Sol será uma gigante vermelha, que se terá expandido até englobar a órbita de Júpiter. Dentro de cerca de 5500 milhões de anos, o núcleo de hélio, estará suficientemente quente para arder, devido à contracção já falada.

Nesse momento o Sol resplandescerá num clarão de hélio e terá mais um tempo de vida, mas quando o hélio se esgotar no núcleo, o processo de fusão continuará apenas nas camadas superiores. O processo de combustão nuclear nas camadas sucessivas da gigante vermelha envelhecida, evoluem para uma fase em que as forças deixam de estar em equilíbrio. A estrela começará a oscilar em tamanho e possivelmente vai ejectar para o espaço algumas das suas camadas exteriores. Depois de o hélio do núcleo ter sido totalmente consumido, o núcleo contrair-se-á mais uma vez, mas desta feita nunca aquecerá o suficiente para criar os elementos mais pesados, pois a sua massa não produz gravidade suficiente para tal ...

Assim o fim da estrela não será tão catastrófico como o da sua estrela mãe, várias vezes mais maciça que explodiu. Não haverá supernova. O hidrogénio que sobra nas camadas exteriores expandir-se-á para o espaço, formando uma bela nebulosa planetária que brilhará, juntamente com um núcleo residual que se tornará numa pequena, mas muito brilhante anã branca.

Eventualmente, esta anã branca, que é nada mais, nada menos do que uma estrela fóssil, arrefecerá e deixará de emitir energia, tornando-se fria e densa, escura e invisível aos astrónomos. Este tipo de estrela é conhecida como a anã negra. Este é o fim que estrelas como o Sol e outras da mesma classe têm reservado. Se a estrela é muito, muito maciça, digamos cerca de 10 vezes ou mais a massa do Sol, outro destino a espera. Não será a fantástica e catastrófica supernova por si só, nem será o espectáculo multicolor de uma nebulosa planetária...Será sim, um objecto mais bizarro e exótico - um buraco negro.
Estas estrelas, quando no fim da sua existência, são abaladas pelas forças inexoráveis da gravidade, como são muito maciças, produzem forças graviticas muitíssimo fortes capazes de comprimir a estrela moribunda, numa das formas mais estranhas que a matéria pode assumir no Universo.

À medida que a gravidade se vai apoderando da estrela tomando o domínio absoluto, as estruturas possíveis são esmagadas e as partículas que formam a matéria são desintegradas. Por outro lado, uma vez que a velocidade necessária para escapar à gravidade de um buraco negro é superior à da luz (300 000 km/s, aproximadamente), nem mesmo esta consegue escapar de um buraco negro ...Assim nada pode emergir do buraco negro e, na realidade, a matéria nele existente é como se fosse retirada para fora do Universo. O espaço-tempo é dobrado num círculo apertado e esmagado num único ponto - a singularidade.

Todas as informações relativas a buracos negros são deduções teóricas de vários estudos, pois não se pode visualizar, se existe, um buraco negro directamente. Os supostos buracos negros, mostram a sua presença porque são glutões. Ao engolirem a matéria, esta transforma-se em energia, enquanto é sugada. Esta energia é na forma de raios - X. É esta a assinatura de um buraco negro.

Fontes:
O Novo Atlas do Mundo - Selecções Reader's Digest
A Aventura da Vida - Selecções Reader's Digest

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