Estrelas de Sequência Principal: Definição & Ciclo de Vida

As estrelas da sequência principal fundem átomos de hidrogénio para formar átomos de hélio nos seus núcleos. Cerca de 90% das estrelas no universo, incluindo o Sol, são estrelas de sequência principal. Estas estrelas podem variar desde cerca de um décimo da massa do Sol até 200 vezes mais maciças.

As estrelas começam a sua vida como nuvens de poeira e gás. A gravidade une estas nuvens. Uma pequena forma protostar, alimentada pelo material em colapso. Os protostars formam-se frequentemente em nuvens de gás densamente compactas e podem ser difíceis de detectar.

“A natureza não forma estrelas isoladamente”, disse Mark Morris, da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLS), numa declaração. “Forma-as em aglomerados, a partir de nuvens natais que colapsam sob a sua própria gravidade”

Corpos mais pequenos – com menos de 0,08 a massa do sol – não podem atingir a fase de fusão nuclear no seu núcleo. Em vez disso, tornam-se anãs castanhas, estrelas que nunca se inflamam. Mas se o corpo tiver massa suficiente, o gás em colapso e o pó queimam mais, acabando por atingir temperaturas suficientes para fundir hidrogénio em hélio. A estrela liga-se e transforma-se numa estrela de sequência principal, alimentada pela fusão de hidrogénio. A fusão produz uma pressão externa que se equilibra com a pressão interna causada pela gravidade, estabilizando a estrela.

O tempo de vida de uma estrela de sequência principal depende de quão maciça ela é. Uma estrela de massa superior pode ter mais material, mas queima através dela mais rapidamente devido a temperaturas centrais mais elevadas causadas por maiores forças gravitacionais. Enquanto o sol passará cerca de 10 biliões de anos na sequência principal, uma estrela 10 vezes mais maciça ficará por apenas 20 milhões de anos. Uma anã vermelha, que é metade da massa do sol, pode durar de 80 a 100 mil milhões de anos, o que é muito mais do que a idade do universo de 13,8 mil milhões de anos. (Esta longa duração é uma das razões pelas quais as anãs vermelhas são consideradas boas fontes para os planetas que acolhem vida, porque são estáveis durante tanto tempo).

Bright shining star

Mais de 2.000 anos atrás, o astrónomo grego Hipparchus foi o primeiro a fazer um catálogo de estrelas de acordo com o seu brilho, de acordo com Dave Rothstein, que participou no website “Ask An Astronomer” da Universidade de Cornell em 2003.

“Basicamente, ele olhou para as estrelas no céu e classificou-as pelo seu brilho – as estrelas mais brilhantes eram ‘magnitude 1,’ as estrelas mais brilhantes seguintes eram ‘magnitude 2,’ etc, até ‘magnitude 6,’ que eram as estrelas mais fracas que podia ver,” escreveu Rothstein.

Os instrumentos modernos melhoraram as medições de brilho, tornando-as mais precisas.

No início do século XX, os astrónomos aperceberam-se de que a massa de uma estrela está relacionada com a sua luminosidade, ou com a quantidade de luz que produz. Ambos estão relacionados com a temperatura estelar. Estrelas 10 vezes mais maciças do que o sol brilham mais de mil vezes.

A massa e luminosidade de uma estrela também se relacionam com a sua cor. Estrelas mais maciças são mais quentes e mais azuis, enquanto estrelas menos maciças são mais frescas e têm uma aparência avermelhada. O sol situa-se entre o espectro, dada a sua aparência mais amarelada.

“A temperatura da superfície de uma estrela determina a cor da luz que emite”, de acordo com o Observatório mundial Las Cumbres. “As estrelas azuis são mais quentes do que as amarelas, que são mais quentes do que as vermelhas”

Este entendimento levou à criação de um gráfico conhecido como diagrama Hertzsprung-Russell (H-R), um gráfico de estrelas baseado no seu brilho e cor (que, por sua vez, mostra a sua temperatura). A maioria das estrelas encontra-se numa linha conhecida como a “sequência principal”, que vai do topo esquerdo (onde as estrelas quentes são mais brilhantes) até ao fundo direito (onde as estrelas frias tendem a ser mais fracas).

Quando as estrelas saem

Eventualmente, uma estrela da sequência principal queima através do hidrogénio no seu núcleo, atingindo o fim do seu ciclo de vida. Nesta altura, deixa a sequência principal.

As estrelas mais pequenas do que um quarto da massa do sol caem directamente em anãs brancas. As anãs brancas já não queimam fusão no seu centro, mas continuam a irradiar calor. Eventualmente, as anãs brancas devem arrefecer em anãs negras, mas as anãs negras são apenas teóricas; o universo não tem idade suficiente para as primeiras anãs brancas arrefecerem o suficiente e fazerem a transição.

As estrelas maiores encontram as suas camadas exteriores a colapsar para dentro até que as temperaturas sejam suficientemente quentes para fundir hélio em carbono. Depois a pressão de fusão fornece um impulso para fora que expande a estrela várias vezes maior do que o seu tamanho original, formando uma gigante vermelha. A nova estrela é muito mais fraca do que era como uma estrela de sequência principal. Eventualmente, o sol formará uma gigante vermelha, mas não se preocupe – isso ainda não acontecerá durante algum tempo.

“Daqui a cerca de cinco mil milhões de anos, depois de o sol se ter tornado uma gigante vermelha e ter queimado a Terra até uma cinta, ele irá ejectar a sua própria e bela nebulosa e depois desvanecer-se como uma estrela anã branca”, disse Howard Bond, do Instituto Espacial de Ciências Telescópicas em Maryland, numa declaração.

Se a estrela original tivesse até 10 vezes a massa do sol, queima-se através do seu material dentro de 100 milhões de anos e desmorona-se numa anã branca super-densa. Estrelas mais maciças explodem numa morte violenta de supernova, vomitando os elementos mais pesados formados no seu núcleo por toda a galáxia. O núcleo restante pode formar uma estrela de neutrões, um objecto compacto que pode vir numa variedade de formas.

A longa duração das anãs vermelhas significa que mesmo as formadas pouco depois do Big Bang ainda existem hoje em dia. Eventualmente, porém, estes corpos de baixa massa irão queimar através do seu hidrogénio. Ficarão mais escuros e mais frios, e eventualmente as luzes apagar-se-ão.

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