Vida das estrelas...A morte (II)

Nebulosa do Caranguejo, constelação de Touro. Encontra-se a
cerca de 6.500 anos luz de distância e é remanescente de uma supernova
cuja explosão foi presenciada por habitantes da china e índios americanos em
plena luz do dia no ano de 1054 d.C.  Divulgação/Hubble

No artigo anterior, vimos como a vida de uma estrela de massa menor termina. Pois bem, agora chegou a vez das estrelas de grande massa e seus finais gloriosos...

Estrelas com massas superiores a 8 massas solares

Estrela com massa grandes esgotam o seu reservatório de hidrogênio em centenas ou dezenas de milhões de anos, e saem da Sequência Principal e se tornam gigantes vermelhas monstruosamente enormes, chamadas de super-gigantes vermelhas.

 Com seus núcleos centrais abundantes de He (hélio) e diminuição dos processos de fusão nuclear, a pressão de radiação começa a perder força, permitindo a gravidade atuar de modo a comprimir mais e mais o núcleo estelar. As temperaturas e densidades aumentam e o He começa a sua fusão, transformando-se em C. Como se trata de estrelas de massas muito grandes, as temperaturas necessárias para a fusão de elementos mais pesados é alcançada. Portanto, o C é fundido em O e assim sucessivamente, em Neônio, Magnésio, Silício e assim por diante até o Ferro.

Sendo assim, em estrelas de grandes massas e bem evoluídas, poderiam ser encontradas diversas camadas, como uma cebola, de diferentes elementos sendo fundidos em temperaturas e densidades cada vez maiores, à medida que se dirige ao centro da estrela.

Representação esquemática das camadas de diferentes elementos químicos
em fusão no interior de uma  estrela de grande massa em estágio bem evoluído.
Divulgação/Astro Iniciantes

Essas fases de fusão desses elementos químicos acontecem sem muitas alterações drásticas na estrutura da estrela sustentando ela contra o colapso gravitacional. Mas são reações nucleares de durações cada vez mais curtas. Algo muito interessante é o tempo necessário para a queima total de cada elemento. Uma estrela de massa 20 vezes maior que o sol queima o hidrogênio em cerca de 10 milhões de anos, o hélio em 1 milhão de anos, o carbono em mil anos, o oxigênio em 1 ano, o silício em apenas 1 semana e o ferro em, acreditem, 1 único dia!

Quando a parte mais central da estrela já está repleta de ferro, o processo de fusão nuclear já não é mais eficiente para o sustento da estrela, pois o ferro é tão compacto que seu processo de fusão não libera energia, mas absorve energia do ambiente. O fim catastrófico está a poucos momentos.

Com o fim da produção de energia no centro da estrela, já não é mais possível segurar a força gravitacional que comprime cada vez mais o caroço central. As temperaturas e densidades vão a valores absurdos e então ocorre o pior, o núcleo estelar se expande violentamente em reação à interrupção da contração. Uma enorme onda de choque se espalha pela estrela arremessando as partes mais externas da estrela a velocidades altíssimas em um evento explosivo catastrófico. Esse evento altamente energético é chamado de explosão de supernova. Por um curto período de tempo ela se torna  tão brilhante quanto todas as estrelas da galáxia brilhando juntas!

Esse final catastrófico pode acabar totalmente com a estrela ou pode sobrar um objeto muito compacto, formada basicamente por nêutrons, é a chamada estrela de nêutrons. São astros com um raio de cerca de 15 quilômetros! Sua densidade chega a valores absurdos! Além de sua grande densidade, começam sua vida com altas velocidades de rotação. Outra característica delas é o poderoso campo magnético que combinado com a rotação podem gerar pulsos detectáveis. A primeira estrela desse tipo foi descoberta em 1967 pela então estudante Jocelyn Bell e recebeu o nome de pulsar.

Pulsar do Caranguejo, a primeira estrela desse tipo foi descoberta em 1967.
Divulgação/Hubble

Mas uma supernova pode ir além de uma estrela de nêutrons. Dependendo de sua massa pode se transformar em um objeto ainda mais compacto com uma força gravitacional tão intensa que nem a luz pode escapar, é o misterioso buraco negro. Um buraco negro pode ser entendido como uma região do espaço-tempo que não pode se comunicar com o universo externo, onde a matéria está colapsada no que se chama singularidade. A região que o separa do universo exterior se chama horizonte de eventos e é o último local onde se pode obter alguma informação.

As supernovas, por serem eventos explosivos muito intensos, contribuem para enriquecer o meio interestelar com elementos químicos mais pesados que o H e He, além de influenciarem, por meio de suas ondas de choque, na criação de novas estrelas no universo.

Referências:

Introdução a Astronomia e Astrofísica - INPE

O Céu que nos envolve - CNPQ