Estrelas

Explicamos o que as estrelas, suas características, como elas formam, ciclo de vida, estrutura e exemplos de estrelas são

As Plêiades, na constelação de Touro, visíveis durante o inverno do norte, constituem um aglomerado de cerca de 3000 estrelas a 400 anos -luz de distância. Fonte: Wikimedia Commons.

Quais são as estrelas?

A estrela É um objeto astronômico composto por gás, principalmente hidrogênio e hélio, e mantido em equilíbrio graças à força da gravidade, que tende a comprimi -lo e pressão do gás, que o expande. 

Nesse processo, uma estrela produz imensas quantidades de energia, a partir de seu núcleo, no qual há um reator de fusão que sintetiza o helio e outros elementos do hidrogênio.

Nessas reações de fusão, a massa não é totalmente preservada, mas uma pequena porção se torna energia. E como a massa de uma estrela é enorme, mesmo quando é a menor, o mesmo acontece com a quantidade de energia que ela emite por segundo.

Características da estrela

As principais características de uma estrela são:

-Massa: muito variável, ser capaz de se tornar de uma pequena fração da massa do sol a estrelas supermassivas, com massas várias vezes a massa solar.

-Temperatura: Também é uma quantidade variável. Na fotosfera, que é a superfície leve da estrela, a temperatura está na faixa de 50000-3000 K. Enquanto em seu centro, chega a milhões de kelvin. 

-Cor: intimamente relacionado à temperatura e massa. Quanto mais quente uma estrela, mais azul é a sua cor e, pelo contrário, mais frio é, mais ela tende ao vermelho. 

-Brilho: Depende do poder irradiado pela estrela, que geralmente não é uniforme. As estrelas mais quentes e maiores são as mais brilhantes.

-Magnitude: É o aparente brilho que eles têm quando são vistos da terra.

-Movimento: As estrelas têm movimentos relativos em relação ao seu campo, bem como movimento de rotação.

-Idade: As estrelas podem ser tão antigas quanto o universo -como 13.800 milhões de anos- e até 1000 milhões de anos.

Como se formam as estrelas?

O Sol, um dos milhões de estrelas da Lactea Road.

As estrelas são formadas a partir do colapso gravitacional de grandes nuvens de gás cósmico e poeira, cuja densidade experimenta flutuações contínuas. O material primário dessas nuvens é o hidrogênio e o hélio moleculares, e também traços de todos os elementos conhecidos na terra.

O movimento das partículas que compõem essa enorme quantidade de massa espalhada no espaço é aleatória. Mas de tempos em tempos a densidade aumenta um pouco em um ponto, produzindo compressão.

A pressão do gás tende a desfazer essa compressão, mas a força gravitacional, que atrai as moléculas para atender, é um pouco maior, porque as partículas estão mais próximas e depois neutralizam esse efeito. 

Além disso, a gravidade é responsável por aumentar a massa ainda mais. E, como isso acontece, a temperatura aumenta gradualmente. 

Agora vamos imaginar este processo de condensação em grande escala com o tempo todo disponível. A força da gravidade é radial e a nuvem de matéria assim formada terá uma simetria esférica. É chamado Protoestrella.

Além disso, essa nuvem de matéria não é estática, mas entra na rotação rápida à medida que o material contrata. 

Com o tempo, um núcleo será formado em alta temperatura e enorme pressão, que se tornará o reator de fusão da estrela. Para isso, é necessária uma massa crítica, mas quando acontece, a estrela atinge o equilíbrio e, assim, começa a colocar de alguma forma, sua vida adulta.

A massa e a evolução subsequente das estrelas

O tipo de reação que pode ocorrer no núcleo dependerá da massa que depende inicialmente da massa e, com ela, a evolução subsequente da estrela. 

Para massas menores que 0.08 vezes a massa do sol - 2 x 10 30 kg aproximadamente - a estrela não se formará, pois o núcleo não liga. O objeto assim formado vai esfriar pouco a pouco e a condensação vai parar, dando origem a um Anão marrom.

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Por outro.

A teoria da formação estelar por colapso gravitacional é devido ao astrônomo e cosmologista inglês James Jeans (1877-1946), que também propôs a teoria do estado estacionário do universo. Hoje, essa teoria, que argumenta que a matéria é criada continuamente, foi descartada em favor da teoria do Big Bang.

Ciclo de vida das estrelas

As estrelas são formadas graças a um processo de condensação de uma nebulosa feita de gás cósmico e poeira. 

Este processo leva tempo. Estima -se que isso aconteça entre 10 e 15 milhões de anos, enquanto a estrela adquire sua estabilidade final. Uma vez que a pressão do gás expansivo e a força de comprimido são equilibradas, a estrela entra no que é chamado Sequência principal.

De acordo com sua missa, a estrela está localizada em uma das linhas do diagrama Hertzsprung-Russell ou o diagrama H-R abreviado. Este é um gráfico que mostra as diferentes linhas de evolução das estrelas, todas ditadas pela massa da estrela.

Neste gráfico, as estrelas estão localizadas de acordo com sua luminosidade, dependendo de sua temperatura efetiva, como mostrado abaixo:

Diagrama de RH, criado independente por astrônomos Exnar Hertzsprung e Henry Russell por volta de 1910. Fonte: Wikimedia Commons. Que [CC por 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/4.0)].

Linhas de evolução da estrela

A sequência principal é a região aproximadamente diagonal que percorre o centro do diagrama. Lá, em algum momento, estrelas recém -formadas entram, de acordo com sua missa.

As estrelas mais quentes, brilhantes e massivas estão no topo e à esquerda, enquanto as mais frias e pequenas estão na região inferior direita.

A massa é o parâmetro que governa a evolução das estrelas, como já foi dito várias vezes. De fato, estrelas muito massivas esgotam seu combustível rapidamente, enquanto as estrelas frias e pequenas, como anãs vermelhas, gerenciam com maior parcimônia. 

Comparação de tamanhos entre planetas (1 e 2) e estrelas (3,4,5 e 6). Fonte: Wikimedia Commons. Dave Jarvis (https: // Dave.Autonoma.CA/) [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)].

Para um ser humano, os anões vermelhos são praticamente eternos, sem anã vermelha, quem sabe, ainda morreu.

Adjacentes à sequência principal, são as estrelas que, devido à sua evolução, se mudaram para outras linhas. Dessa maneira, existem as estrelas gigantes e supergigentes, e abaixo dos anãs brancos. 

Tipos espectrais

O que vem até nós das estrelas distantes é a luz deles e sua análise é obtida muitas informações sobre a natureza da estrela. Na parte inferior do diagrama H-R, há uma série de letras que denotam os tipos espectrais mais frequentes: 

O B A F G K M

As estrelas de temperatura mais altas são O e as mais frias são a classe M. Por sua vez, cada uma dessas categorias é dividida em dez subtipos diferentes, diferenciando -os por um número de 0 a 9. Por exemplo, F5, uma estrela intermediária entre F0 e G0. 

A classificação Morgan Keenan aumenta o tipo espectral da luminosidade da estrela, com os números romanos de I a V. Dessa maneira, nosso sol é uma estrela do tipo G2V. Deve -se notar que, dada a grande variabilidade das estrelas, existem outras classificações para elas.

Cada classe espectral tem uma cor aparente, de acordo com o Diagrama H-R. É a cor aproximada que um observador veria sem instrumentos ou na maioria dos binóculos, em uma noite muito escura e clara. 

Abaixo está uma breve descrição de suas características de acordo com os tipos espectrais clássicos:

Tipo O

São estrelas azuis com tons violeta. Eles são encontrados na extremidade superior esquerda do diagrama H-R, ou seja, são grandes e luminosidade, bem como altas temperaturas da superfície, entre 40.000 e 20.000 k. 

Exemplos desse tipo de estrela são Alnitak A, do cinturão da constelação de Orion, visível durante as noites do inverno do norte e Sigma-Oionis na mesma constelação.

Pode atendê -lo: o leite é uma mistura homogênea ou heterogênea? As três estrelas do cinto Orion. Da esquerda para a direita Alnitak, Alnilam e Mintaka. Além disso, ao lado de Alnitak, as nebulas da chama e a cabeça do cavalo. Fonte: Wikimedia Commons.

Tipo B 

Srio b. Fonte: Giuseppe Donatiello, CC0, via Wikimedia Commons

Estas são estrelas azuis e com temperaturas da superfície entre 20.000 e 10.000 k. Uma estrela desse tipo facilmente visível a olho nu é o gigante Rigel, que faz parte de um sistema estelar na constelação de Orion.

Tipo A

Sírio a. Fonte: NASA, ESA, H. Bond (Stsci) e M. Barstow (Universidade de Leicester), CC por 3.0, via Wikimedia Commons

Eles são fáceis de ver a olho nu. Sua cor é branca -azulada, com temperaturas da superfície entre 10.000 -7000 k. Sirio A, uma estrela binária da constelação do major é uma estrela do tipo A, assim como Deneb, a faixa mais brilhante.

Tipo F 

Disco de detritos em torno de uma estrela do tipo estrela. Fonte: Eso/Marino et al., CC por 4.0, via Wikimedia Commons

Eles parecem brancos que tendem amarelo, a temperatura da superfície é ainda menor que a do tipo anterior: entre 7000 e 6000 K. A estrela polar Polaris, da constelação da OSA menor, pertence a essa categoria, assim como a Canopus, a estrela mais brilhante da constelação de carina, visível muito ao sul do hemisfério norte, durante o inverno do norte.

Tipo g

O sol. Fonte: NASA

Eles são amarelos e suas temperaturas estão entre 6000 e 4800 K. Nosso sol entra nesta categoria.

Tipo k 

Double Albireo Star. Fonte: Hewholooks, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

A cor que eles apresentam é a origem amarela, devido à sua menor faixa de temperatura: 4800 - 3100 K (K0 Giants). Aldebar em Touro, visível durante o inverno do Hemisfério Norte e Albireo de Swan, são bons exemplos de estrelas do tipo K.

Tipo m 

Próximo Centauri. Fonte: ESA/Hubble, CC por 4.0, via Wikimedia Commons

Eles são as estrelas mais frias de todas, apresentando uma coloração vermelha ou laranja vermelha. A temperatura da superfície está entre 3400 e 2000 K. Nesta categoria, os anões vermelhos entram e também os gigantes e supergigantes vermelhos, como o próximo centauri (anã vermelho) e betelgeuse (gigante vermelho) da constelação de Orion.

Estrutura das estrelas

Em princípio, não é fácil descobrir a estrutura interna de uma estrela, já que a maioria deles é objetos muito distantes. 

Graças ao estudo do sol, a estrela mais próxima, sabemos que a maioria das estrelas é composta por camadas gasosas com simetria esférica, em cujo centro há um essencial Onde a fusão é realizada. Isso ocupa cerca de 15 % do volume total da estrela.

Ao redor do núcleo, há uma camada como um manto ou envelope E finalmente é o atmosfera da estrela, cuja superfície é considerada seu limite externo. A natureza dessas camadas é modificada com o tempo e a evolução seguida pela estrela. 

Em alguns casos, chegou em questão em que o hidrogênio, seu principal combustível nuclear é esgotado, a estrela incha e depois coloca suas camadas externas, que é conhecida como anã branca.

É precisamente o embrulho de estrela, onde o transporte de energia é realizado do núcleo para as camadas externas. 

As camadas do sol, a estrela mais estudada de todas. Fonte: Wikimedia Commons.

Tipos de estrelas

Na seção dedicada aos tipos espectrais, os tipos de estrelas são mencionados atualmente. Isso em relação às características descobertas através da análise de sua luz.

Mas ao longo de sua evolução, a maioria das estrelas se move na sequência principal e também a deixa, localizada em outros ramos. Apenas as estrelas anãs vermelhas permanecem na sequência principal a vida toda.

Existem outros tipos de estrelas que são frequentemente mencionadas, que descrevemos brevemente:

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Estrelas anões

É um termo usado para descrever tipos muito diferentes de estrelas, que por outro lado têm seu pequeno tamanho em comum. Algumas estrelas são formadas com massa muito baixa, mas outras que nasceram com uma massa muito maior, tornam -se anões durante suas vidas.

De fato, as estrelas anões são+ a classe estrela mais abundante do universo, por isso vale a pena parar um pouco em suas características:

Anões marrons

Concepção artística de um anão marrom

São protoestrellas cuja massa não foi suficiente para iniciar o reator nuclear que leva uma estrela à sequência principal. Pode -se considerar que eles estão no meio do caminho entre um planeta gasoso gigante como Júpiter e uma estrela de anã vermelha.

Como eles não têm uma fonte de energia estável, seu destino é esfriar lentamente. Um exemplo de anão marrom é Luhman 16 na constelação de Vela. Mas isso não impede que os planetas os orbem, pois vários foram descobertos até agora.

Anões vermelhos

Tamanho comparativo entre o Sol, o Gliese Red Dwarf 229a, o Brown Dwarfs Teide 1 e Gliese 229 B, e o planeta Júpiter. Fonte: NASA através da Wikimedia Commons.

Sua massa é pequena, menor que a do sol, mas sua vida ocorre na sequência principal porque eles gastam cuidadosamente o combustível. É por isso que eles também são mais frios, mas eles são o tipo de estrela que abundam e também os mais longos.

Anões brancos

Blanca ik Pegasi B (centro abaixo), seu parceiro de classe espectral para IK Pegasi A (esquerda) e o sol (direita). Fonte: RJHall, Chris 論 (vetor), CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

É o remanescente de uma estrela que abandonou a sequência principal quando o combustível de seu núcleo estava esgotado, inchando até que se torne um gigante vermelho. Depois disso, a estrela tira de suas camadas mais externas, reduzindo seu tamanho e deixando apenas o núcleo, que é a anã branca. 

O estágio anão branco é apenas uma fase na evolução de todas as estrelas que não são anãs vermelhas ou gigantes azuis. Este último, por ser tão enorme, tende a terminar sua vida em explosões colossais chamadas Nova ou Supernova.

A estrela IK Pegasi é um exemplo de anã branca, um destino que pode esperar pelo nosso sol dentro de muitos milhões de anos.

Anões azuis

Recriação de uma estrela anã azul. Fonte: Bapeookamo, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

São estrelas hipotéticas, isto é, sua existência ainda não foi comprovada. Mas acredita.

Anões pretos

Recriação de uma estrela preta anã. Fonte: Bapeookamo, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

São velhos anões brancos que esfriaram completamente e não emitem mais luz.

Anões amarelos e laranjas

O sol, exemplo típico de estrela anã branca. Fonte: Geoff Elston, CC por 4.0, via Wikimedia Commons

Às vezes, geralmente é chamado de estrelas de massa comparável ou inferior ao sol, mas de maior tamanho e temperatura do que os anãs vermelhos.

Estrelas de nêutrons

Esta é a última etapa da vida de uma estrela supergigente, quando ele já esgotou seu combustível nuclear e sofre uma explosão de supernova. Devido à explosão, o núcleo da estrela restante é incrivelmente compacto, a ponto de se fundirem elétrons e prótons para se tornarem nêutrons.

Uma estrela de nêutrons é tão, tão densa que pode conter até o dobro da massa solar em uma esfera de cerca de 10 km de diâmetro. Como seu raio diminuiu tanto, a conservação do momento angular requer uma velocidade de rotação mais alta.

Devido ao seu tamanho, eles são detectados pela intensa radiação que emitem na forma de um HAZ imprensa.

Exemplos de estrelas

Enquanto as estrelas têm características em comum, como nos seres vivos, a variabilidade é enorme. Como visto, existem estrelas gigantes e supergigentes, anões, nêutrons, variáveis, de grande massa, tamanho enorme, mais próximo e mais distante:

-A estrela mais brilhante do céu noturno é síria, na constelação do prefeito de lata.

Sirio, na constelação do major, a cerca de 8 anos -luz de distância, é a estrela mais brilhante do céu noturno

-O próximo centauri é a estrela mais próxima do sol.

-Ser a estrela mais brilhante não significa ser o mais brilhante, porque a distância conta muito. A estrela luminosa conhecida também é a mais maciça: R136A1 pertencente à grande nuvem de Magallanes.

-A massa de R136a1 é 265 vezes a massa do sol.

-Nem sempre a estrela com a maior massa é o maior tamanho. A maior estrela até o momento é Uy Scuti na constelação do escudo. Seu raio é aproximadamente 1708 vezes maior que o raio do sol (o raio do sol é 6.96 x 10 8 metros).

-A estrela mais rápida até agora era 708, que se move a 1200 km/s, mas recentemente outra que supera foi descoberta: S5-HVS1 da constelação do guindaste, com uma velocidade de 1700 km/s. Acredita -se que a pessoa responsável seja o sagitário um buraco supermassivo, no centro da Via Láctea.

Referências

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