Estrela
Uma estrela é uma bola muito grande de matéria quente e brilhante no espaço. Essa matéria é chamada de plasma. As estrelas são mantidas juntas pela gravidade. Elas emitem calor e luz porque são muito quentes.
As estrelas são quentes porque as reações nucleares acontecem dentro delas. Essas reações são chamadas de fusão nuclear. A fusão nuclear produz luz e calor e produz elementos químicos cada vez maiores. As estrelas têm muito hidrogênio. A fusão nuclear transforma o hidrogênio em hélio. Quando uma estrela envelhece, ela começa a transformar o hélio em outros elementos químicos maiores, como o carbono e o oxigênio. A fusão produz muita energia. A energia torna a estrela muito quente. A energia produzida pelas estrelas se afasta (irradia) delas. Grande parte da energia sai como luz. O resto parte como outros tipos de radiação eletromagnética.
Uma região de formação de estrelas na Grande Nuvem de Magalhães. Imagem da NASA/ESA
O aglomerado de estrelas abertas Pismis 24 está na nebulosa NGC 6357. Ele tem algumas das maiores estrelas conhecidas. O Pismis 24-1 tem quase 300 vezes a massa do Sol. É um sistema múltiplo de pelo menos três estrelas. As estranhas formas tomadas pelas nuvens são o resultado da vasta radiação emitida por estas enormes estrelas quentes. Esta imagem combina dados de imagem com três filtros diferentes em luz visível do telescópio dinamarquês de 1,5 metro no Observatório ESO La Silla, no Chile.
A Nebulosa do Caranguejo, restos de uma supernova que foi vista pela primeira vez por volta de 1050 d.C.
O Sol da Terra
A estrela mais próxima da Terra é o Sol. A energia do Sol suporta quase toda a vida na Terra, fornecendo luz para as plantas. As plantas transformam a luz em energia em um processo chamado fotossíntese. A energia do Sol também causa clima e umidade na Terra.
Podemos ver outras estrelas no céu noturno, quando o Sol se põe. Como o Sol, elas são feitas principalmente de hidrogênio e um pouco de hélio mais outros elementos. Os astrônomos freqüentemente comparam essas outras estrelas com o Sol. Por exemplo, sua massa é dada em massas solares. Uma pequena estrela pode ser 0,2 massas solares, uma grande 4,0 massas solares.
Planetas
A Terra e outros planetas se movem (orbitam) em torno do Sol. O Sol e todas as coisas que orbitam o Sol são chamadas de Sistema Solar. Muitas outras estrelas têm planetas em órbita: esses planetas são chamados de exoplanetas. Se você estivesse em um exoplanet, nosso Sol pareceria uma estrela no céu, mas você não poderia ver a Terra porque ela estaria muito distante.
Números, distâncias
Proxima Centauri é a estrela que está mais próxima de nosso Sol. Ela está a 39,9 trilhões de quilômetros de distância. Fica a 4,2 anos-luz de distância. Isto significa que a luz de Proxima Centauri leva 4,2 anos para chegar à Terra.
Os astrônomos pensam que existe um número muito grande de estrelas no Universo. O Universo observável contém mais de 2 trilhões (1012) de galáxias e, em geral, tantas quanto uma estimativa de 1×1024 estrelas (mais estrelas que todos os grãos de areia do planeta Terra). Ou seja, 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 de estrelas, o que é muitas vezes mais do que as poucas centenas de bilhões de estrelas da Via Láctea (nossa galáxia).
A maioria das estrelas é muito antiga. Geralmente se pensa que elas têm entre 1 bilhão e 10 bilhões de anos. As estrelas mais antigas têm 13,7 bilhões de anos de idade. Isso é tão antigo quanto o Universo. Algumas estrelas jovens têm apenas alguns poucos milhões de anos de idade. As estrelas jovens são em sua maioria mais brilhantes do que as mais velhas.
As estrelas são de tamanhos diferentes. As menores estrelas são estrelas de nêutrons, que na verdade são estrelas mortas. Elas não são maiores do que uma cidade. Uma estrela de nêutrons tem uma grande quantidade de massa em um espaço muito pequeno.
As estrelas hiper-intencionadas são as maiores estrelas do Universo. Elas têm um diâmetro mais de 1.500 vezes maior do que o Sol. Se o Sol fosse uma estrela hipergiante, ele chegaria até Júpiter.
A estrela Betelgeuse é uma estrela supergiante vermelha. Embora estas estrelas sejam muito grandes, elas também têm baixa densidade.
Algumas estrelas parecem mais brilhantes do que outras estrelas. Esta diferença é medida em termos de magnitude aparente. Há duas razões pelas quais as estrelas têm diferentes magnitudes aparentes. Se uma estrela está muito próxima de nós, ela parecerá muito mais brilhante. Isto é exatamente como uma vela. Uma vela que está perto de nós parece mais brilhante. A outra razão pela qual uma estrela pode parecer mais brilhante é que ela está mais quente do que outra estrela mais fria.
As estrelas emitem luz, mas também emitem um vento solar e neutrinos. Estas são partículas muito pequenas de matéria.
As estrelas são feitas de massa e a massa faz a gravidade. A gravidade faz com que os planetas orbitem as estrelas. É por isso que a Terra orbita o Sol. A gravidade de duas estrelas pode fazê-los girar um em torno do outro. Estrelas que orbitam uma à outra são chamadas de estrelas binárias. Os cientistas pensam que existem muitas estrelas binárias. Há até mesmo grupos de três ou mais estrelas que se orbitam uma à outra. Proxima Centauri é uma pequena estrela que orbita outras estrelas.
As estrelas não estão espalhadas de maneira uniforme por todo o espaço. Elas estão agrupadas em galáxias. Uma galáxia contém centenas de bilhões de estrelas.
As estrelas têm muitos tamanhos. A estrela que o planeta PSR B1257+12 B orbita tem apenas 20 quilômetros de largura, mas VY Canis Majoris tem 2,8 bilhões de quilômetros de largura.
História de ver estrelas
As estrelas têm sido importantes para as pessoas em todo o mundo por toda a história. As estrelas têm sido parte das práticas religiosas. Há muito tempo, as pessoas acreditavam que as estrelas nunca poderiam morrer.
Os astrônomos organizaram as estrelas em grupos chamados constelações. Eles usavam as constelações para ajudá-los a ver o movimento dos planetas e para adivinhar a posição do Sol. O movimento do Sol e das estrelas era usado para fazer calendários. Os calendários eram usados pelos agricultores para decidir quando plantar e quando colhe-los.
As pessoas têm visto padrões nas estrelas desde muito tempo atrás. Esta, de 1690, é a constelação de Leão o leão, como imaginado por Johannes Hevelius.
A vida das estrelas
As estrelas são feitas em nebulosas. São áreas que têm mais gás do que o espaço normal. O gás em uma nebulosa é puxado pela gravidade. A nebulosa de Orion é um exemplo de um lugar onde o gás está se unindo para formar estrelas.
As estrelas passam a maior parte de suas vidas combinando (fundindo) hidrogênio com hidrogênio para produzir energia. Quando o hidrogênio é fundido, ele produz hélio e produz muita energia. Para fundir hidrogênio em hélio, ele deve estar muito quente e a pressão deve ser muito alta. A fusão acontece no centro das estrelas, chamado "o núcleo".
As menores estrelas (anãs vermelhas) fundem seu hidrogênio lentamente e vivem por 100 bilhões de anos. As anãs vermelhas vivem mais tempo do que qualquer outro tipo de estrela. No final de suas vidas, elas se tornam cada vez mais escuras. As anãs vermelhas não explodem.
Quando estrelas muito pesadas morrem, elas explodem. Esta explosão é chamada de uma supernova. Quando uma supernova acontece em uma nebulosa, a explosão empurra o gás na nebulosa. Isto torna o gás na nebulosa muito espesso (denso). Tanto a gravidade quanto a explosão de estrelas ajudam a juntar o gás para fazer novas estrelas nas nebulosas.
A maioria das estrelas consome o hidrogênio em seu núcleo. Quando o fazem, seu núcleo se torna menor e mais quente. Ele se torna tão quente que empurra para longe a parte externa da estrela. A parte externa se expande e faz uma estrela gigante vermelha. Os astrofísicos pensam que em cerca de 5 bilhões de anos, o Sol será uma gigante vermelha. Nosso Sol será tão grande que comerá a Terra. Depois que nosso Sol parar de usar hidrogênio para produzir energia, ele usará hélio em seu núcleo muito quente. Ele será mais quente do que quando estava fundindo o hidrogênio. Estrelas pesadas também tornarão os elementos mais pesados do que o hélio. Como uma estrela torna os elementos cada vez mais pesados, ela produz cada vez menos energia. O ferro é um elemento pesado feito em estrelas pesadas.
Nossa estrela é uma estrela média. As estrelas médias empurrarão seus gases externos para longe. O gás que ela empurra faz uma nuvem chamada nebulosa planetária. A parte central da estrela permanecerá. Ela será uma bola tão grande quanto a Terra e chamada de anã branca. Ela se desvanecerá em uma anã negra por muito tempo.
Mais tarde, nas grandes estrelas, os elementos mais pesados são feitos por fusão. Finalmente, a estrela faz uma explosão de supernova. A maioria das coisas acontece no universo tão lentamente que não percebemos. Mas as explosões da supernova acontecem em apenas 100 segundos. Quando uma supernova explode, seu clarão é tão brilhante quanto 100 bilhões de estrelas. A estrela moribunda é tão brilhante que pode ser vista durante o dia. Supernova significa "nova estrela" porque as pessoas costumavam pensar que era o começo de uma nova estrela. Hoje sabemos que uma supernova é a morte de uma estrela velha. O gás da estrela é empurrado para longe pela explosão. Ela forma uma nuvem gigante de gás chamada nebulosa planetária. A nebulosa do caranguejo é um bom exemplo. Tudo o que resta é uma estrela de nêutrons. Se a estrela for muito pesada, a estrela fará um buraco negro. A gravidade em um buraco negro é extremamente forte. É tão forte que nem mesmo a luz pode escapar de um buraco negro.
Os elementos mais pesados são feitos na explosão de uma supernova. Depois de bilhões de anos flutuando no espaço, o gás e a poeira se juntam para fazer novas estrelas e novos planetas. Grande parte do gás e da poeira no espaço vem das supernovas. Nosso Sol, a Terra e todos os seres vivos são feitos de poeira estelar.
Cores
Os astrônomos sabem há séculos que as estrelas têm cores diferentes. Quando se olha para um espectro eletromagnético, as ondas ultravioletas são as mais curtas, e as infravermelhas as mais longas. O espectro visível tem comprimentos de onda entre estes dois extremos.
Os instrumentos modernos podem medir com muita precisão a cor de uma estrela. Isto permite aos astrônomos determinar a temperatura dessa estrela, pois a radiação do corpo negro de uma estrela mais quente tem comprimentos de onda mais curtos. As estrelas mais quentes são azuis e violetas, depois brancas, depois amarelas, e as mais frias são vermelhas. Conhecendo a cor e a magnitude absoluta, os astrônomos podem colocar a estrela no diagrama Hertzsprung-Russell, e estimar sua zona habitável e outros fatos sobre ela.
Por exemplo, nosso Sol é branco, e a Terra é a distância perfeita para a vida. Se nosso Sol fosse uma estrela azul mais quente, porém, a Terra teria que estar muito mais distante ou então estaria muito quente para ter água e sustentar a vida.
Perguntas e Respostas
P: O que é uma estrela?
R: Uma estrela é uma bola muito grande de matéria quente e brilhante no espaço, feita de plasma, mantida unida pela gravidade.
P: Como é que as estrelas emitem calor e luz?
R: As estrelas emitem calor e luz porque são muito quentes devido à reação nuclear que se produz dentro delas.
P: Que tipo de reação nuclear acontece dentro das estrelas?
R: A reação nuclear que acontece dentro das estrelas é chamada fusão nuclear, que transforma hidrogênio em hélio e produz energia sob a forma de luz e calor.
P: Que elementos são produzidos a partir desse processo de fusão nuclear?
R: A fusão nuclear produz elementos químicos maiores como o hélio, com quantidades mínimas de elementos mais pesados.
P: Que elemento uma estrela tem muito?
R: As estrelas têm muito hidrogênio.
P: Como é que a energia produzida pelas estrelas se afasta delas?
R: A energia produzida pelas estrelas se afasta delas sob a forma de radiação eletromagnética, inclusive a luz.
P: O que vai acontecer com o Sol quando ele envelhecer?
R: Quando o Sol envelhecer, ele se expandirá em tamanho e se tornará uma estrela gigante vermelha, o que acontecerá dentro de cerca de um bilhão de anos (109 anos).
