Evolução estelar e o ciclo de vida do Sol

Nascimento de uma estrela

As estrelas não aparecem do nada. Elas se formam em nuvens de gás e poeira espalhadas pelo espaço, chamadas de nebulosas. Essas nuvens são feitas principalmente de hidrogênio e hélio, com um pouco de poeira de outros elementos.

Veja como o processo acontece:

1. Uma parte da nuvem começa a se contrair, puxada pela própria gravidade (a atração entre as partículas).

2. Ao se contrair, o gás se junta no centro e fica cada vez mais denso e quente.

3. Quando o centro chega a milhões de graus Celsius, os núcleos de hidrogênio começam a se fundir. Nasce uma estrela.

A vida na sequência principal

Depois que a fusão começa, a estrela entra na fase mais longa da vida: a sequência principal. É nela que o Sol está agora.

Nessa fase, a estrela produz energia por fusão nuclear: núcleos de hidrogênio se juntam e formam núcleos de hélio, liberando muita energia na forma de luz e calor. Essa energia empurra o gás para fora e equilibra a gravidade, que puxa para dentro. Por isso a estrela não colapsa nem explode: fica estável por bilhões de anos.

O fim do Sol e o papel da massa

Quando o hidrogênio do centro acaba, o equilíbrio se rompe. O destino depende da massa da estrela. Para o Sol, que tem massa mediana, a sequência é:

1. Sequência principal: fusão de hidrogênio em hélio.

2. Gigante vermelha: o centro se contrai e esquenta, e as camadas externas se expandem muito. O diâmetro e a luminosidade aumentam bastante.

3. Nebulosa planetária: a estrela lança suas camadas externas no espaço.

4. Anã branca: sobra o núcleo, pequeno, quente e denso, que vai esfriando por bilhões de anos.

Estrelas de massa muito maior que a do Sol vivem menos e morrem de forma violenta. Elas queimam o combustível rapidamente e, no fim, explodem como supernova. O que sobra pode ser uma estrela de nêutrons ou um buraco negro. Estrelas de pequena massa, como as anãs vermelhas, gastam o combustível bem devagar e vivem por trilhões de anos.

Efeitos na Terra

Muito antes de virar gigante vermelha, o Sol vai ficando mais luminoso. Em cerca de $1$ bilhão de anos a Terra ficará quente demais e os oceanos evaporarão, então a água líquida deixará de existir na superfície. Mais tarde, na fase de gigante vermelha, Mercúrio e Vênus serão engolidos e a Terra poderá ser engolida ou ficar tostada, sem condições de vida.

Somos poeira de estrelas

No começo do Universo havia quase só hidrogênio e hélio. Os outros elementos, como carbono, oxigênio e ferro, foram produzidos dentro das estrelas, por fusões sucessivas de núcleos.

• Estrelas de massa semelhante à do Sol produzem elementos até o carbono e o oxigênio. Quando morrem, espalham esses elementos pela nebulosa planetária.

• Estrelas muito massivas chegam a produzir elementos mais pesados, como o ferro. Quando explodem em supernova, lançam esses elementos no espaço e criam outros ainda mais pesados.

Esse material espalhado se mistura com o gás das nebulosas. Dele nascem novas estrelas, já com mais elementos pesados, e planetas rochosos.

O Sistema Solar se formou há cerca de $4{,}6$ bilhões de anos. A Terra é rochosa e a vida usa carbono, oxigênio e ferro. Esses elementos não existiam em quantidade no início do Universo: foram feitos por gerações anteriores de estrelas. Por isso se diz que somos feitos de "poeira de estrelas".

Resumo

Volte ao começo: o Sol parece eterno, mas é uma estrela de massa mediana que viverá cerca de $10$ bilhões de anos, e o seu corpo guarda átomos forjados em estrelas mais antigas.