Conheça as estrelas azuis, as estrelas mais quentes da galáxia, que vivem rápido e morrem jovens

Aglomerado estelar R136 na região central da Nebulosa da Tarântula. Crédito da imagem: NASA, ESA e P. Crowther (Universidade de Sheffield)

As estrelas azuis são de longe as maiores e mais brilhantes estrelas da galáxia. 

A olho nu, as estrelas no céu noturno parecem muito semelhantes umas às outras, a principal diferença entre elas é que algumas são mais brilhantes que outras. Mas se você olhar com mais cuidado, verá que as estrelas possuem cores diferentes. 

A maioria delas parece branca, mas alguns são distintamente de cor vermelha, enquanto outros são azuis. A cor de uma estrela nos diz sobre sua temperatura e massa, e as estrelas azuis são as mais quentes e massivas de todas.

Qualquer estrela que tenha três ou mais vezes a massa do Sol tenderá a parecer azul aos nossos olhos. Isso independentemente de outros fatores, como composição química; estrelas azuis, estrelas amarelas e estrelas vermelhas são compostas por cerca de 75% de hidrogênio, 24% de hélio e quantidades menores de outros elementos. Mas o fato de as estrelas azuis serem mais massivas significa que elas geralmente têm luminosidades intrínsecas mais altas do que outras estrelas. Isso significa que elas podem estar muito longe e ainda permanecer visíveis no céu.

POR QUE AS ESTRELAS AZUIS SÃO TÃO QUENTES?

As estrelas azuis são azuis porque são muito quentes. Isso soa errado, porque no mundo cotidiano, por exemplo, em mapas meteorológicos, vermelho significa quente e azul significa frio. Mas a luz azul carrega mais energia do que a luz vermelha, o que significa que precisa de uma fonte de radiação mais quente para produzi-la. Isso explica por que as estrelas azuis são mais quentes que as estrelas vermelhas, e também tem uma consequência prática se você já viu metal sendo aquecido em uma forja. Primeiro, ele brilha em vermelho, então, à medida que fica mais quente, fica azul-branco.

A alta temperatura das estrelas azuis, juntamente com sua alta luminosidade, significa que elas estão constantemente despejando enormes quantidades de energia no espaço. Como consequência, elas queimam todo o seu combustível muito rapidamente, tornando-as estrelas de vida mais curta. Por esta razão, as estrelas azuis são mais frequentemente observadas perto das regiões de formação de estrelas onde nasceram.

As estrelas mais brilhantes do aglomerado das Plêiades, a cerca de 440 anos-luz de distância, são estrelas azuis muito jovens. Crédito da imagem: NASA, ESA, AURA/Caltech, Palomar Observatory

Embora as regiões de formação de estrelas produzam estrelas com uma variedade de massas, elas não são criadas em números iguais, com estrelas de baixa massa superando em número as de alta massa. Juntamente com as curtas vidas das últimas, isso significa que as estrelas azuis tendem a ser escassas. Mesmo assim, vemos muitas delas no céu noturno, porque as que existem são muito luminosas.

Para mencionar apenas três estrelas azuis bem conhecidas, há Regulus, a estrela mais brilhante da constelação de Leão, Spica, a estrela mais brilhante de Virgem e Rigel, a mais brilhante de Órion. 

Visto da Terra, todas as três estrelas parecem semelhantes em brilho, embora estejam localizadas a distâncias muito diferentes de nós: 79, 250 e 860 anos-luz, respectivamente. Isso reflete o fato de que as estrelas azuis são de diferentes tipos, Regulus é uma estrela da sequência principal, Spica uma gigante azul e Rigel uma supergigante azul, dependendo de onde elas estão em seu ciclo de vida evolutivo. 

No entanto, a estrela mais massiva observada até hoje é a supergigante azul R136a1, que contém pelo menos 265 vezes mais matéria que o Sol.

QUAL É O CICLO DE VIDA DE UMA ESTRELA AZUL?

Todas as estrelas passam por ciclos de vida, mudando sua aparência e comportamento em uma escala de tempo muito lenta para que possamos observar diretamente. A maioria das estrelas que vemos estão na fase de 'sequência principal' de sua evolução, na qual convertem hidrogênio em hélio através da fusão nuclear. A quantidade de tempo que elas passam nesta fase, e o que acontece depois, depende da massa da estrela. 

As estrelas de maior massa, com mais de três vezes a massa do Sol, aparecem na cor azul quando estão na sequência principal, e consomem todo o seu combustível de hidrogênio mais rapidamente do que as estrelas de menor massa.

Uma ilustração mostrando as massas comparáveis ??de diferentes estrelas, desde a estrela anã vermelha mais leve até as supergigantes azul-brancas mais pesadas. Crédito da imagem: NASA, ESA e A. Feild (STScI)

À medida que uma estrela azul se aproxima do final da fase de queima de hidrogênio, ela entra em um estado de transição relativamente breve como uma gigante azul de maior luminosidade. À medida que progride nesta fase, a temperatura central aumenta constantemente até que seja alta o suficiente para desencadear a fusão do hélio em elementos mais pesados, como carbono e oxigênio. Isso faz com que a estrela entre em uma fase ainda mais brilhante como uma supergigante azul. Essas estrelas têm luminosidades verdadeiramente enormes; por exemplo, a supergigante azul Rigel emite 60.000 vezes mais energia que o sol.

Vimos que estrelas azuis são azuis porque são muito quentes e que sua alta temperatura significa que queimam combustível muito mais rápido do que outras estrelas. Portanto, o fato de que elas começaram com um suprimento limitado de combustível sugere que nunca veremos uma 'velha estrela azul'. 

No entanto, essas estrelas, conhecidas como 'retardatários azuis', de fato existem. Estas são estrelas quentes e azuis que ainda estão na sequência principal, embora estejam localizadas em aglomerados estelares que sabemos serem muito antigos. A explicação mais provável é que os retardatários azuis são estrelas velhas e vermelhas que foram rejuvenescidas pelo novo material que caiu nelas de um companheiro binário.

O QUE SÃO ESTRELAS AZUIS GIGANTES?

A supergigante azul chamada Rigel, a cerca de 870 anos-luz do Sol, é uma das estrelas mais brilhantes do céu. Crédito da imagem: NASA/STScI Digitized Sky Survey/Noel Carboni

A definição básica de uma estrela 'gigante' é aquela que é mais luminosa do que uma estrela da sequência principal. Como o nome sugere, parte da razão para isso é simplesmente que essas estrelas são enormes em tamanho. Isso é particularmente verdadeiro para o tipo mais comum de estrelas gigantes, as gigantes vermelhas. 

A maioria das estrelas, incluindo o sol, acabará se tornando gigantes vermelhas, e esse é o caso das estrelas azuis também. No início de suas vidas, no entanto, estas últimas terão passado algum tempo como gigantes azuis e supergigantes, e estas são 'gigantes' devido tanto à enorme quantidade de energia que irradiam quanto ao seu tamanho físico. 

Rigel, por exemplo, uma supergigante azul na constelação de Órion, tem apenas 79 vezes o diâmetro do Sol, comparado a mais de 550 vezes no caso da supergigante vermelha Betelgeuse na mesma constelação.

INFORMAÇÃO ADICIONAL

Para mais informações sobre a física das estrelas e suas diferenças confira "Estrelas e processos estelares" por Mike Guidry e "Vida Secreta das Estrelas: Astrofísica para Todos" por Lisa Harvey Smith. 

BIBLIOGRAFIA

• Universidade de Neva, "Formação Estelar", acesso em setembro de 2022. 
• Universidade de Tecnologia de Swinburne, "Evolução Estelar", acesso em setembro de 2022. 
• Universidade de Leicester, "Estrelas", acesso em setembro de 2022. 
• NASA, "Blue Straggler Stars in Globular Cluster M53", fevereiro de 2021. 
• Todd Thompson, "De Planetas para Cosmos", The Ohio State University, acesso em setembro de 2022. 
• Cornell University, "O que são "reterdatários azuis" em aglomerados globulares? (Intermediário)", junho de 2015. 
• David Darling, "Gigante Azul", acesso em setembro de 2022. 
• Bruce Dorminey, "Por que o universo faz tantas estrelas minúsculas? ", Astronomy, janeiro de 2019. 
• Deborah Byrd, "Spica, farol brilhante de Virgem, é 2 estrelas", EarthSky, julho de 2021
• Universe Today, "Estrelas Azuis", acesso em setembro de 2022. 
• Stephen Luntz, "Azul é realmente a cor mais quente", Insider, julho de 2014. 
• Jen Gupta, "Por que algumas estrelas são vermelhas e algumas estrelas azuis?", Sky at Night, março de 2022.

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Referência:

MAY, André. Blue stars: The biggest and brightest stars in the galaxy. Space, Nova York, 26, set. 2022. References. Disponível em: <https://www.space.com/blue-stars>. Acesso em: 27, set. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.