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Quem Sou Eu: Fabrício Siqueira

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Nascido na cidade de Bom Jesus do Itabapoana, no norte do estado do Rio de Janeiro. Biólogo, Astrônomo amador e autodidata em diversas áreas de conhecimento.

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9 de fev de 2010

Explorando o Universo: Além da Luz das Estrelas!


"Temos o céu, lá em cima, todo pintado de estrelas, e costumamos deitar de costas e olhar para elas, e discutir se foram feitas ou se simplesmente aconteceram."
(Mark Twain, Huckleberry Finn)

Elas parecem pequenas lâmpadas brilhantes, espalhadas pela imensidão celeste na sua escura cortina noturna. Algumas bem próximas umas das outras, outras mais isoladas. Bilhões e bilhões de sóis distantes, presenteando os nossos olhares, inspirando os poetas e, quem sabe, dirigindo os seus próprios sistemas planetários, talvez habitados por outras civilizações semelhantes ou diferentes da nossa. Ficamos a imaginar se em alguma delas há uma forma de vida que dependa da luz de sua estrela, assim como a maioria dos seres que conhecemos aqui na Terra dependem direta ou indiretamente da luz do nosso Sol, a estrela mais próxima de nós e que sustenta o sistema no qual habitamos. Historicamente as civilizações antigas atribuiam grande importância à observação das estrelas. Elas faziam parte das cerimônias religiosas, eram importantes na navegação e orientação e na criação de calendários para as práticas agrícolas.

As estrelas representam esferas celestes caracterizadas pela produção de calor e radiação através de reações de fusão nuclear em seu interior. Elas se mostram para nós como pontos luminosos, cintilantes no céu devido a distorção que as suas luzes sofrem na atmosfera terrestre antes de chegar aos nossos olhos. As temperaturas das estrelas dependem de suas massas podendo ser de cerca de 3000ºC (estrelas menos massivas), atingindo temperaturas superiores a 8000ºC (estrelas mais massivas)) a nível de superfície. No interior estelar, as temperaturas podem chegar a dezenas de milhões de graus centígrados. Elas estão distantes, muito distantes de nós. A mais próxima depois do Sol é o sistema estelar triplo chamado Alpha-centauri, localizado a cerca de 4,5 anos- luz de distância. Outras podem estar a dezenas, centenas, milhares ou milhões de anos-luz.

Supondo que estamos observando no céu uma estrela que dista 10 anos-luz, significa que a sua luz viajou pelo espaço durante 10 anos para chegar até a Terra. Assim , estamos sempre observando esta mesma estrela não como ela é agora, mas como ela foi a 10 anos atrás. Do mesmo modo que, se esta estrela desaparecesse hoje, só iríamos perceber a sua ausência daqui a 10 anos. Há estrelas distantes, cuja luz ainda não chegou até nós e continua o seu percurso através do vácuo no espaço.

Esquema comparativo do tamanho de algumas estrelas

Devido à própria força gravitacional, as estrelas sempre tendem a entrarem em colapso. Em circunstâncias normais, isso não ocorre devido a pressão da radiação em seu interior (suporte hidrostático) gerando um equilíbrio. As estrelas diferem-se umas das outras em termos de massa, composição e brilho absoluto. Suas composições e massas se alteram ao longo do tempo como consequência da fusão nuclear. A massa de uma estrela é dada em unidades de massa solar (que equivale a massa do nosso Sol, sendo que 1 Msol = 1,9891 x 10^
30 Kg). Estrelas podem ter de 0,08 a 120-200 massas solares.

Betelgeuse
Nas reações de fusão nuclear, átomos de hidrogênio se fundem para formar hélio, liberando energia na forma de radiação eletromagnética (principio similar ao da bomba de hidrogênio). Posteriormente elementos mais pesados são formados. Estas reações ocorrem em condições de pressão e temperatura incrivelmente altas. A energia produzida é transportada do interior estelar para a superfície e a sua radiação escapa para o espaço. Estrelas mais massivas esgotam o seu combustível nuclear mais rapidamente do que aquelas que apresentam menor massa, consequentemente também possuem um tempo de vida menor. Estrelas como o Sol podem permanecer em atividade por cerca de 10 bilhões de anos, enquanto que aquelas que são 10 vezes mais massivas podem ser milhares de vezes mais brilhantes, porém possuem um tempo de vida bem mais curto, de aproximadamente 20 milhões de anos.Uma estrela com 1/10 da massa do Sol apresentam de 1/1.000 a 1/10.000 de seu brilho e podem perdurar por cerca de 1 trilhão de anos. Na figura à esquerda, temos a imagem da estrela Betelgeuse, uma gigante vermelha localizada na constelação de Órion (Caçador).

Sistema triplo Alpha-centauri
As estrelas nascem a partir do colapso de nuvens moleculares compostas principalmente de hidrogênio, contendo também hélio e outros elementos mais pesados em pequenas porcentagens, até atingirem uma densidade suficiente para que possa ocorrer a conversão do hidrogênio em hélio, liberando energia no processo. Mas o que acontece com as estrelas quando o seu combustível para as reações de fusão nuclear estiver se esgotando? Em estrelas de massa semelhante ao Sol, quando o hidrogênio se torna insuficiente para gerar a radiação necessária para conter a própria gravidade. o Centro estelar se contrai até que se torne quente o bastante para que o hélio seja convertido em carbono. Externamente o hidrogênio continua sendo convertido em hélio , porém as camadas externas necessitam se expandir para conservar a energia. Esta expansão resultará em uma gigante vermelha, que perderá as suas camadas externas para posteriormente colapsar e se tornar uma pequenina e fria Anã branca. Cientistas acreditam que as anãs brancas, por último se tornam anãs negras, resquícios de estrelas completamente sem vida. Em uma estrela poucas vezes mais massivas do que o Sol, somam-se outros processos que resultarão em uma explosão em supernova gerando uma Estrela de Nêutrons (Pulsar).

Em estrelas ainda mais massivas, as explosões em supernovas dão origem ao que são chamados Buracos negros, onde nem mesmo a luz escapa da sua gravidade. E o que acontecerá com o nosso Sol? A aproximadamente 5 bilhões de anos a frente , terá início os eventos que transformarão o Sol em uma gigante vermelha. A expansão do Sol o fará engolir os planetas Mercúrio, Vênus, e talvez até mesmo a Terra. E, mesmo que a Terra não seja afetada, a vida no planeta será praticamente impossível. Por fim, terminará como uma anã branca (talvez uma anã negra posteriormente) a estrela que um dia ajudou a semear e dirigir a vida em um planeta azul, que assim como outros, orbitava ao seu redor. Para finalizar exibiremos duas animações. Na primeira é mostrado uma simulação do nascimento de uma estrela. Na segunda, uma simulação do fim de uma estrela, em uma explosão em supernova.



Animação de uma formação estelar


Supernova


Referências e Sugestões de Leitura:

- Carl Sagan- Cosmos

- Estrelas:

http://en.wikipedia.org/wiki/Star
http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/estrelas.htm
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l2/stars.html

- Formação estelar:

http://en.wikipedia.org/wiki/Star_formation

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