A definição de uma estrela é tão rica e colorida quanto, bem, as próprias estrelas

Nosso sol, fotografado aqui em maio de 2020 pelo Observatório Solar Dynamics da NASA, é uma estrela de sequência principal de massa média. Crédito da imagem: NASA / Solar Dynamics Observatory / Joy Ng

É fácil dizer o que é uma estrela. É uma daquelas coisas pontiagudas brilhantes que cintilam no céu noturno. Mas, além disso, a definição real de uma estrela é tão rica e colorida quanto, bem, as próprias estrelas.

Você pode gostar de:

• O que é uma Estrela de Nêutrons?
• Cecilia Payne: A mulher que descobriu do que as estrelas são feitas
• Clima explicado: como as partículas ejetadas do sol afetam o clima da Terra
• O que os pássaros têm a ver com a observação das estrelas? Muito, ao que parece.

Uma estrela nasce

Em primeiro lugar, uma definição astrofísica decente de estrela é: qualquer objeto que seja suficientemente massivo para iniciar a fusão de elementos em seu núcleo devido às pressões gravitacionais dentro do próprio objeto.

O menor objeto que conhecemos hoje que é capaz de tais feitos tem cerca de 10% da massa do nosso sol. Em um futuro distante, com mais e mais elementos pesados adicionando à mistura e poluindo as vias navegáveis interestelares, a fusão será possível em objetos de massa menor, mas isso não é algo com que precisamos nos preocupar hoje.

As estrelas menores são chamadas de anãs vermelhas, porque são vermelhas e pequenas. Elas queimam hidrogênio em seus núcleos de maneira fraca e debilmente e emitem radiação principalmente na parte infravermelha do espectro eletromagnético, daí sua cor vermelha opaca. Elas são de longe a estrela mais comum na galáxia da Via Láctea, embora sejam tão pequenas e tão escuras que até mesmo nossa estrela vizinha mais próxima, Proxima Centauri, é completamente invisível a olho nu.

A próxima categoria de estrelas são aquelas como o nosso sol. Massa média, brilho médio, vida média. Elas emitem radiação por todo o espectro visível, fazendo-as parecer bonitas e brancas (sim, nosso sol é realmente branco, mas filtrado por nossa atmosfera azul ela parece levemente amarela).

Acima disso você tem as estrelas gigantes, que são tão grandes quanto raras. Mas, como são intensamente brilhantes, são fáceis de detectar. Por exemplo, vemos os braços espirais das galáxias não porque sejam muito mais povoados do que os espaços intermediários, mas porque são iluminados como as luzes da árvore de Natal com estrelas brilhantes.

Quase todas as estrelas que você vê no céu noturno são muito maiores que o sol. Na maior parte de suas vidas, as maiores estrelas são tingidas de azul. Isso ocorre porque elas emitem tanta energia que a radiação que sai está na verdade por toda a extensão no ultravioleta, com um pouco da emissão saindo na extremidade azul de nossa faixa visível.

A sequência principal

Além das pequenas estrelas vermelhas, das estrelas brancas médias e das grandes estrelas azuis, existem, é claro, todas as estrelas intermediárias e algumas estranhas que são grandes e vermelhas. Cem anos atrás, quando os astrônomos estavam catalogando estrelas pela primeira vez, isso era uma bagunça absolutamente confusa, aparentemente sem rima ou razão entre a cor de uma estrela e seu brilho e tamanho.

A solução veio com o que agora chamamos de diagrama de Hertzsprung-Russell, que é a base para entender como as estrelas vivem até hoje. O diagrama de Hertzsprung-Russell é um diagrama da temperatura de uma estrela (que podemos obter de sua cor) e seu brilho.

Se você pegar um monte de estrelas e plotar sua temperatura e brilho, com um ponto para cada estrela no diagrama, encontrará algo surpreendente. Acontece que as estrelas não têm todos os tipos de combinações de cores e brilho. Em vez disso, há uma faixa diagonalmente em que vive a grande maioria das estrelas. Essa faixa vai da extremidade vermelha e escura até a extremidade azul e brilhante.

Essa faixa é conhecida como a sequência principal, e estrelas que queimam hidrogênio em seus núcleos (a principal fonte de combustível para a grande maioria da vida de uma estrela) viverão em algum lugar dessa faixa. À medida que as estrelas envelhecem, elas se movem lenta e suavemente pela trilha ao longo da sequência principal, tornando-se cada vez mais brilhantes e azuis com o passar das eras.

Quanto tempo elas vivem naquela trilha, queimando hidrogênio em seus núcleos, depende de quão massivas elas são. Uma anã vermelha de baixa massa pode passar trilhões de anos na sequência principal, enquanto uma estrela gigante maior que o nosso Sol pode durar apenas alguns milhões de anos, na melhor das hipóteses.

Uma vez que a fusão do hidrogênio termina dentro do núcleo de uma estrela, ela se move para fora da sequência principal e evolui em diferentes direções. Estrelas grandes tornam-se gigantes vermelhas, que ocupam suas próprias posições no diagrama de Hertzsprung-Russell. Outras estrelas podem ziguezaguear para frente e para trás, alternando entre o azul e o vermelho à medida que elementos pesados tentam se fundir profundamente em seus corações.

Codificação de cores

Armados com o diagrama de Hertzsprung-Russell, podemos ver o que realmente define uma estrela: é um objeto que vive na sequência principal desse diagrama. É um objeto que queima hidrogênio e evolui continuamente ao longo da faixa estreita que conecta seu brilho à temperatura. As coisas que existem fora dessa faixa são ou gigantes tentando fundir elementos mais pesados em uma tentativa fútil de permanecer queimando, ou restos mortos e em decomposição como anãs brancas e estrelas de nêutrons.

Esse diagrama de Hertzsprung-Russell é o herói anônimo da astronomia observacional. Com ele, os astrônomos podem localizar uma estrela, medir seu brilho e temperatura e saber exatamente onde ela está em seu ciclo de vida. Isso permite que eles prevejam seu futuro e sua evolução. A natureza raramente oferece essas percepções diretas, mas as estrelas são casos realmente especiais no universo.

A vasta maioria da matéria no universo é formada por nebulosas finas. As estrelas são uma raça especial e única - um objeto temporário alimentado por fusão. Esse fato as tornam estranhamente fáceis de prever e entender.

♦ Todos os artigos baseados em tópicos são determinados por verificadores de fatos como corretos e relevantes no momento da publicação. Texto e imagens podem ser alterados, removidos ou adicionados como uma decisão editorial para manter as informações atualizadas.

Junte-se aos nossos Canais Espaciais para continuar falando sobre o espaço nas últimas missões, céu noturno e muito mais! Siga-nos no facebook, twitter e instagram. Inscreva-se no boletim informativo. E se você tiver uma dica, correção ou comentário, informe-nos aqui ou pelo e-mail: gaiaciencia@gaiaciencia.com.br

Referência:

SUTTER, Paul. What is a star? Space, Nova York, 28, jan. 2022. Disponível em: <https://www.space.com/what-is-a-star-main-sequence?fbclid=IwAR2qGwPJ77HFoO1TWSNzAye3_OwXr_0b6AH8ODGy0q36IJ5A5YWgBAZHShE>. Acesso em: 22, abr. 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.