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Estudo de estrelas

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 

Compreender o processo de nascimento, vida e morte das estrelas

Ano(s) 
Material necessário 

Reportagem da Veja:

Desenvolvimento 
1ª etapa 

Introdução

Os modelos acerca do desenvolvimento das estrelas estão em permanente mudança. Isso ocorre graças aos dados recolhidos por observatórios em Terra e pelo Hubble. Esta semana, VEJA traz uma das imagens obtidas por esse observatório orbital que mostra estrelas em diferentes estágios. Aproveite a reportagem para uma aula sobre os diversos estágios do Sol, do nascimento à morte. Afinal, como estrela mais próxima, o Sol é o melhor exemplo para se explicar o modelo geral da evolução estelar.

Passado nebuloso
O que os astrônomos têm por certo a respeito do nascimento das estrelas é que ele ocorre em extensas regiões formadas por gases e poeira, as nebulosas. Em tais regiões, predomina o gás hidrogênio, o elemento mais simples que conhecemos, formado apenas por um próton e um elétron. Algumas nebulosas são milhões de vezes maiores que o Sistema Solar. Para se ter uma idéia, a luz leva cinco horas e meia para ir do Sol até o planeta Plutão. Já para atravessar a Grande Nebulosa de Órion são necessários cerca de 16 anos. Talvez em nebulosas como essa se forme, um dia, um sistema planetário como o nosso. Caso isso aconteça, essa transformação começaria com a agregação de poeira e gases pela ação gravitacional formando uma gigantesca bolha de matéria. Graças à pressão da parte externa, o núcleo dessa bolha, à medida que fosse contraindo, se aqueceria. A crescente pressão e temperatura fariam surgir uma ou várias protoestrelas. No interior da nebulosa, a protoestrela continuaria se contraindo detonando o processo da nucleossíntese reações em cadeia que geram uma região muito quente e densa dentro da protoestrela. O núcleo então se "acenderia" e a estrela nasceria. Esse processo fez surgir o nosso Sistema Solar.

A nucleossíntese produz uma boa quantidade de partículas e muita energia. Aparecem, então, pressões do interior para o exterior da estrela que equilibram as pressões provocadas pelas regiões externas ao núcleo. As partículas e a radiação produzidas no núcleo "varrem" para longe o hidrogênio que continua a ser atraído para a estrela. A isso dá-se o nome de vento estelar, que no caso do Sol é chamado vento solar.

Na maior parte de sua existência, a estrela transforma hidrogênio em hélio. Quanto maior sua massa, mais rápida será essa transformação. Ocorrem também outros processos de nucleossíntese, em que entram elementos mais pesados que o hélio, como o nitrogênio, o cálcio, o carbono e até o ferro. Elementos mais pesados do que o ferro são gerados apenas em situações de grande instabilidade que podem provocar a explosão da estrela. Em tais situações, a estrela sofre uma destruição em seu próprio núcleo, um fenômeno chamado supernova, tão espetacular que quando ocorre pode iluminar uma galáxia inteira. Acredita-se que uma supernova tenha explodido muito antes do surgimento do Sistema Solar. O material resultante da explosão causou grande perturbação numa nebulosa e os elementos pesados decorrentes acrescentaram-se aos que já existiam. A perturbação gerou ou, no mínimo, acelerou o surgimento do Sol e de sua família, incluindo a própria Terra e nós mesmos. Em outras palavras, somos filhos das estrelas, já que os elementos que temos em nossos corpos, como o carbono e o cálcio, foram gerados no interior dessa estrela que explodiu.

Peça aos alunos que obtenham em sites da internet, como o da NASA, informações sobre uma estrela nova, a V382 Vel, descoberta na Constelação da Vela no final de maio. Como essa estrela pode ser observada do Brasil, os pesquisadores vêm registrando suas variações de brilho todos os dias. Explique à turma que nas "estrelas novas" as explosões ocorrem na sua atmosfera, enquanto nas supernovas isso se dá no núcleo. Os alunos podem, então, fazer maquetes comparando os tamanhos do Sol e de outras estrelas.

2ª etapa 

Compare com os alunos os processos de fusão nuclear do interior estelar com o de fissão nuclear. Na fissão, os núcleos pesados como o do urânio, por exemplo, são cindidos em núcleos mais leves. A energia decorrente dessa cisão é usada para conversão em energia elétrica. Por que usamos energia da fissão nuclear em vez da fusão nuclear, pode ser um bom detonador para discutir questões associadas às transformações de energia.

Uma usina nuclear
A reação de nucleosíntese também é conhecida como reação termonuclear já que o calor produzido é apreciável. É esse o calor que nos chega do Sol. Nas reações termonucleares, o hidrogênio é convertido em um elemento mais pesado, o hélio. Toda a evolução estelar depende dessa transformação, embora outras reações também ocorram, produzindo elementos mais pesados. Mostre aos seus alunos que não se trata de uma reação química. Isto porque nas reações químicas os elementos não transformam os seus núcleos quando se associam. Na água, por exemplo, continuam existindo dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. É possível separá-los novamente pelo processo de eletrólise. Nas reações nucleares como as que ocorrem no interior de uma estrela, a transformação é irreversível.

Desde sua formação, que se presume ter ocorrido há 10 ou 12 bilhões de anos, o Universo está em constante transformação. Jovens estrelas aparecem no céu e com elas, provavelmente, outros sistemas planetários como o nosso. Muitas delas morrem, após passar por diversas fases, cujo número varia de uma estrela para outra.

Veja também:

Bibliografia
Buracos Negros
, H. Couper e N. Henbest, Ed. Moderna, tel.: 0800-17-2002

 

 

Créditos:
Walmir Thomazi Cardoso
Formação:
Presidente da Sociedade Brasileira para o Ensino da Astronomia (SBEA)
Autor Nova Escola

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