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Como as estrelas nascem? E por que elas morrem?

Imagem de uma supernova,  evento que ocorre no final do ciclo de vida de algumas estrelas e é caracterizado por uma explosão muito brilhante - ESO/Divulgação
Imagem de uma supernova, evento que ocorre no final do ciclo de vida de algumas estrelas e é caracterizado por uma explosão muito brilhante Imagem: ESO/Divulgação

André Carvalho

Do UOL, em São Paulo

03/05/2017 04h00

Parece que elas sempre estiveram ali, mas não. Não é porque estão no céu que as estrelas são imortais. Até mesmo as estrelas nascem e morrem.

Se a maneira em que se dá a formação destes astros luminosos é uma só, o ciclo de vida delas pode variar em bilhões de anos. E a morte, de três maneiras diferentes, são desfechos dignos de finais de filme de ficção científica --com explosões, mutações e buracos negros.

O nascimento das estrelas ocorre quando uma gigantesca nuvem de gás e poeira começa a se concentrar no espaço, em uma região chamada de "berçário estelar". Conforme ela vai se condensando e esquentando, as partes externas desta nuvem começam a cair. Cada uma destas partes densas desprendidas da nuvem ganha, então, mais densidade e calor e, ao começar a girar em torno de si mesma, vira uma espécie de disco.

2.jun.2014 - ?TERO DE ESTRELAS - A nuvem de g?s e poeira cósmica Gum 15, na constela??o da Vela, é o local de nascimento e moradia de estrelas jovens massivas, que s?o bonitas, mas mort?feras. Estas estrelas moldam a apar?ncia da nebulosa materna e, ? medida que avan?am para a idade adulta, eventualmente causam sua morte. A imagem foi obtida pelo ESO, no Observatório de La Silla, no Chile. A apar?ncia nodosa e irregular da nebulosa é irregular devido ? distribui??o das estrelas e do g?s no seu interior - ESO - ESO
A nuvem de gás e poeira cósmica Gum 15, na constelação da Vela, é o local de nascimento e moradia de estrelas jovens massivas
Imagem: ESO
 Com a elevação da temperatura e da densidade deste "disco", os núcleos de hidrogênio se fundem, formando hélio e liberando energia. Tem início aí, então, a fusão nuclear, que completa o nascimento da estrela.

"O Sol e o sistema planetário solar tiveram origem desta maneira. Se originaram desse disco de gás original", afirma o astrofísico João Steiner, professor titular do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP.

A partir daí o astro começa a "queimar o combustível" que o "alimenta" por todo o seu ciclo de vida. É o hidrogênio --e depois o hélio-- que sustenta este enorme "reator nuclear", verdadeira fábrica de luz natural.

O ciclo de vida das estrelas varia de acordo com seu tamanho. Uma estrela com massa de cem vezes à do Sol pode gastar seu combustível em "apenas" um milhão de anos. Já estrelas dez vezes menores que o Sol chegam a "viver" trilhões de anos. "Quando o combustível exaure, o núcleo se contrai e a estrela acaba explodindo", explica Steiner. 

Uma vida, três mortes diferentes

Quando acaba o combustível --e a fusão chega a queimar elementos mais pesados como o ferro-- e o reator nuclear é desligado, a estrela não pode mais suportar o peso das camadas que estão próximas ao núcleo dela. Ela então explode, em um fenômeno chamado de supernova. Porém, dependendo da massa estelar, essa "morte" acaba ocorrendo de maneiras diferentes.

"Se a estrela tiver entre oito e vinte vezes a massa do Sol, o núcleo se transforma em uma nuvem de nêutrons. Se tiver uma massa inicial 20 vezes maior que a massa do Sol, esse núcleo se transforma em um buraco negro", diz o astrofísico. Quando a estrela tem uma massa pequena, menor do que oito massas solares, no entanto, a explosão não pode ser chamada de supernova. "Se a estrela tem pouca massa, ela também joga grande parte de sua camada externa, mas sob forma de uma brisa mais suave".

12.jul.2013 - Estrelas massivas à beira da morte também podem ser fotogênicas - e ainda revelar segredos a 4.200 anos-luz de distância da Terra. Classificada como uma nebulosa planetária, a NGC 2392 é uma estrela como o nosso Sol em uma fase avançada, já que está se transformando em uma gigante vermelha ao dispensar suas camadas externas (cores vermelhas, verdes e azuis da imagem) e acabando com estoque de hidrogênio do seu núcleo. Mas novo registro do Observatório de Raios X Chandra, da Nasa (Agência Espacial Norte-Americana), mostra que há bastante gás e plasma muito quente, na ordem dos milhões de graus Celsius (manchas roxas), no centro da Nebulosa do Esquimó, como é apelidada pelos astrônomos. Estudo publicado no "Astrophysical Journal" afirma que só um sistema binário de estrelas poderia explicar a concentração acima da média de emissões de raio-x nessa região, o que indica que o velho astro tem uma companheira radiante - embora um pouco tímida, já que nunca foi vista - no fim da sua vida - X-ray: Nasa/CXC/IAA-CSIC/N.Ruiz et al, Optical: Nasa/STScI - X-ray: Nasa/CXC/IAA-CSIC/N.Ruiz et al, Optical: Nasa/STScI
Estrelas massivas à beira da morte também podem ser fotogênicas. Classificada como uma nebulosa planetária, a NGC 2392 é uma estrela como o nosso Sol em uma fase avançada, já que está se transformando em uma gigante vermelha
Imagem: X-ray: Nasa/CXC/IAA-CSIC/N.Ruiz et al, Optical: Nasa/STScI
Essas diferenças ocorridas no momento final do ciclo de vida dos astros podem ser explicadas pelo "tamanho do tombo" das partes externas da estrela sobre o núcleo delas.

Nas estrelas leves estas camadas são expulsas de forma suave, virando uma nebulosa planetária com uma estrela central em seu interior. Esta, depois transforma-se em uma anã branca, uma estrela densa e quente, uma espécie de "cadáver", feita de carbono e oxigênio, que esfria por bilhões de anos, sem se apagar.

Nas estrelas maiores, quando há a supernova, a queda das partes externas da estrela são mais violentas. Violentíssimas no caso das estrelas com massas superior a 20 vezes a massa solar, quando ela se contrai em um buraco negro.

"Do que resta das supernovas, existem duas possibilidades: ou sobra uma estrela de nêutrons, que é uma coisa muito mais densa que uma anã branca, onde o equilíbrio é mantido por pressão de um material muito mais compacto, uma sopa de nêutrons, ou pode sobrar um buraco negro, que é aquela configuração onde não tinha nenhum tipo de pressão capaz de sustentar a massa em torno do centro dessa região. É uma configuração tal que nem a luz consegue escapar dele"

Francisco José Jablonski, pesquisador do Inpe (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais).

E Sol? Também vai morrer?

Vai, mas ainda vai demorar alguns bilhões de anos, quando todo o hidrogênio --e o hélio-- for queimado por sua fusão nuclear. Neste processo, durante a queima do hélio, ele irá se expandir. Neste momento, "o Sol vai atingir uma dimensão, um raio, que vai engolir a Terra", diz Jablonski.

"Ele virará uma [estrela] gigante vermelha. Algumas gigantes vermelhas têm dimensões que chegariam até a órbita de Marte."

Seu fim não será glorioso. Depois de virar uma gigante vermelha, o que vai sobrar, após ser expelido o que se expandiu em torno da região quente central, será "um caroço quente, uma anã branca, que depois vai pouco a pouco se esfriar".