As super gigantes vermelhas são um dos estágios mais impressionantes da vida estelar, representando estrelas com dimensões espetaculares, brilhos intensos e um destino catastrófico. Essas estrelas marcam o último estágio de evolução de astros com massa muito elevada (geralmente acima de 8–10 massas solares) e antecedem um dos eventos mais explosivos do universo.
Vamos começar com a mais famosa, Betelgeuse é uma supergigante vermelha localizada na constelação de Órion, têm uma massa estimada entre 10 a 20 vezes a massa de nosso Sol e está a cerca de 640 anos-luz da Terra. É uma das estrelas mais brilhantes do céu noturno e, neste momento , está em uma fase extremamente instável. Vamos falar o que são Super gigantes vermelhas e então voltaremos a abordar curiosidades de Betelgeuse.
Super gigantes
As super gigantes vermelhas são estrelas massivas em uma fase avançada da sua evolução. Representam um dos estágios finais de vida de estrelas muito mais massivas que o Sol, com massas iniciais que geralmente variam entre 10 e 40 vezes a massa solar. Sua estrutura, comportamento e destino , diferem fortemente das estrelas de massa menor, como o nosso Sol. Como dito em nosso post anterior – Ep 6 – Estrelas gigantes -, estrelas dessa magnitude vivem muito menos que ele por exemplo.
Como o combustível nuclear é consumido rapidamente devido à intensa pressão e temperatura no núcleo, as estrelas gigantes, comumente conhecidas como estrelas azuis, têm um tempo de vida estimado entre 5 a 20 milhões de anos, enquanto que estrelas com a massa próxima ao nosso Sol, têm um tempo de vida estimado em ≈ 10 bilhões de anos. Conforme a estrela chega próxima do fim da queima do hidrogênio em hélio, acontece todo o processo dito anteriormente onde a estrela se expande enquanto seu núcleo se aquece, e assim a estrela obtém um aspecto alaranjado enquanto suas camadas exteriores sem expandem, dessa maneira as super gigantes vermelhas passam por uma sequência de fusões nucleares de elementos progressivamente mais pesados.
A fusão ocorre em camadas, como as cascas de uma cebola, com o elemento mais pesado no centro. A sequência típica de fusão em supergigantes vermelhas é a seguinte:
Quando a estrela passa a fundir silício em ferro, ela não pode mais manter o equilíbrio contra a gravidade. O núcleo colapsa de forma quase instantânea (em segundos), desencadeando uma supernova tipo II — uma das explosões mais energéticas do universo. (Acompanhe o post sobre tipos de Supernova). Ou seja, para fundir ferro em outros materiais a estrela passa a gastar energia ao invés de gerar, como fazia anteriormente.
O fim de um objeto extremamente massivo
Dá pra imaginar que o fim de uma forja desta magnitude será algo impactante, e existem registros de astrônomos que, ao observarem o fim dessas gigantes, pensavam que uma nova estrela deve ter nascido naquele ponto devido a intensa luminosidade. Betelgeuse por exemplo, como uma estrela muito massiva, certamente terminará sua vida em uma supernova do tipo II, também chamada de supernova de colapso do núcleo, que é este caso em que a queima de combustível não pode ser mantido. Devido a intensas variações na luminosidade e registro de expulsão de matéria por ventos estelares em Betelgeuse, estima-se que ela esteja próxima de se tornar uma Supernova, porém, isso pode levar de segundos a até milhares de anos pra acontecer, então é uma bomba relógio que a comunidade científica acompanha para que, com muita sorte, possamos detectar e obter um registro tão claro de um supernova.
” Ok, mas então a estrela fica gigantesca daí com o tempo ela não consegue mais fundir os elementos, e aí ela colapsa em uma supernova ? Então ela explode ? “
Sim, ocorre uma contração muito rápida de toda a estrela, toda a matéria tudo que constituía a estrela, contrai até seu núcleo, porém não são as forças nucleares que expulsam a matéria, na verdade, o colapso do núcleo para abruptamente quando a densidade atinge um limite crítico (similar ao de uma estrela de nêutrons), porém a matéria das camadas externas continua caindo com altíssima velocidade e quando essa matéria bate no núcleo “rígido” recém-formado, ela sofre um rebote (core bounce ) e isso gera uma onda de choque extremamente forte.
No colapso, há produção intensa de neutrinos (partículas subatômicas de altíssima energia) e essas partículas, que normalmente passam direto por matéria, aqui interagem com as camadas estelares densas, aquecendo e energizando a onda de choque, ou seja, a energia dos neutrinos ajuda a reviver a onda de choque que, sozinha, não teria força suficiente para explodir a estrela. Dessa maneira a estrela explode como uma supernova tipo II, ejetando suas camadas externas ao espaço em alta velocidade.
Ok, mas acho que já falei demais sobre o que são supernovas, se você quiser mais detalhes e curiosidades, é só acompanhar nossos próximos posts!
Diversos destes conceitos são abordados em livros como The Mysterious Universe e Physics and Philosophy , de James Jeans, e também Astrofísica para apressados, de Neil deGrasse Tyson .
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