uma chama solar do nosso Sol, que ejeta matéria para fora da nossa estrela mãe e para o sol… Sistema, é anãado em termos de “perda de massa” por fusão nuclear, que reduziu a massa do Sol em um total de 0,03% de seu valor inicial: uma perda equivalente à massa de Saturno. E = mc^2, Quando você pensa sobre isso, mostra o quão energético isto é, como a massa de Saturno multiplicada pela velocidade da luz (uma grande constante) ao quadrado leva a uma enorme quantidade de energia produzida. Nosso Sol tem cerca de 5-7 bilhões de anos de fusão de hidrogênio em hélio, mas há muito mais a vir depois disso.
Observatório da dinâmica Solar / GSFC
uma das regras mais profundas de todo o universo é que nada dura para sempre. Com as forças gravitacionais, eletromagnéticas e nucleares atuando sobre a matéria, praticamente tudo o que observamos existir hoje enfrentará mudanças no futuro. Até as estrelas, as coleções mais enormes que transformam combustível nuclear no cosmos, um dia, Irão arder Todas, incluindo o nosso Sol.
mas isso não significa que a morte estelar — quando as estrelas ficam sem combustível nuclear — é na verdade o fim para uma estrela como o nosso Sol. Pelo contrário, há uma série de coisas fascinantes guardadas para todas as estrelas, depois de morrerem aquela primeira, a morte mais óbvia. Embora seja verdade que o combustível do nosso Sol é finito e esperamos que sofra uma morte estelar “típica”, esta morte não é o fim. Nem para o nosso sol, nem para nenhuma estrela parecida com o sol. Eis o que vem a seguir.
o (moderno) sistema de classificação espectral Morgan–Keenan, com a gama de temperaturas de cada estrela… classe mostrada acima, em kelvin. Nosso Sol é uma estrela de classe G, produzindo luz com uma temperatura efetiva de cerca de 5800 K, à qual os seres humanos estão bem adaptados durante o dia. As estrelas mais massivas são mais brilhantes, mais quentes e mais azuis, mas você só precisa de cerca de 8% da massa do sol para começar a fundir hidrogênio em hélio, o que é algo que anãs vermelhas classe M pode fazer tão bem, desde que eles atinjam temperaturas críticas do núcleo acima de cerca de 4 milhões K.
Wikimedia Commons usuário LucasVB, adições por E. Siegel
para ser considerado uma verdadeira estrela, e não de uma estrela falhada (como uma anã marrom) ou algum cadáver (como uma anã branca ou estrela de nêutrons), você tem que ser capaz de fusão de hidrogênio em hélio. Quando uma nuvem de gás colapsa para potencialmente formar uma nova estrela, ela tem uma grande quantidade de energia potencial gravitacional em seu estado difuso, que é convertida em energia cinética (térmica) quando ela colapsa. Este colapso aquece a matéria, e se ficar quente e denso o suficiente, a fusão nuclear começará.depois de muitas gerações estudando estrelas, incluindo onde elas se formam e não se formam, agora sabemos que elas têm que atingir uma temperatura interna de cerca de 4 milhões de K para começar a fundir hidrogênio em hélio, e isso requer pelo menos ~8% da massa do nosso sol, ou cerca de 70 vezes a massa de Júpiter. Ser pelo menos tão massivo é o requisito mínimo para se tornar uma estrela.
Este corte mostra as várias regiões da superfície e interior do sol, incluindo o… núcleo, que é onde ocorre a fusão nuclear. Com o passar do tempo, a região contendo hélio no núcleo expande-se e a temperatura máxima aumenta, fazendo com que a saída de energia do sol aumente. Quando o nosso Sol ficar sem combustível de hidrogénio no núcleo, irá contrair-se e aquecer até um grau suficiente para que a fusão do hélio possa começar.Kelvinsong
Uma vez que o limiar massa / temperatura é cruzado, a estrela começa a fundir hidrogênio em hélio, e vai encontrar um de três destinos diferentes. Estes destinos são determinados apenas pela massa da estrela, que por sua vez determina a temperatura máxima que será alcançada no núcleo. Todas as estrelas começam a fundir hidrogênio em hélio, mas o que vem a seguir é dependente da temperatura. In particular:
- If your star is too low in mass, it will funde hydrogen into helium only, and will never get hot enough to funde helium into carbon. Uma composição puramente de hélio é o destino de todas as estrelas da classe M (anã vermelha), abaixo de cerca de 40% da massa solar. Isto descreve a maioria das estrelas do Universo (por número).se a sua estrela for como o sol, irá contrair-se a temperaturas mais elevadas quando o núcleo se esgotar de hidrogénio, iniciando a fusão do hélio (em carbono) quando a estrela se transformar numa gigante vermelha. Ele terminará composto de carbono e oxigênio, com as camadas mais leves (externas) de hidrogênio e hélio arrancadas. Isto ocorre para todas as estrelas entre 40% e 800% da massa solar.se sua estrela for mais de 8 vezes a massa do sol, ela não só fundirá hidrogênio em hélio e hélio em carbono, mas iniciará a fusão do carbono mais tarde, levando à fusão do oxigênio, fusão do Silício e, eventualmente, uma morte espetacular por supernova.
quando as estrelas mais massivas morrem, as suas camadas exteriores, enriquecidas com elementos pesados do resultado… fusão nuclear e captura de nêutrons, são levados para o meio interestelar, onde eles podem ajudar as futuras gerações de starsby fornecendo-lhes os ingredientes brutos para planetas rochosos e, potencialmente, vida. O nosso Sol teria de ser oito vezes maior para ter uma hipótese deste destino, que está fora do reino da possibilidade razoável.estes são os destinos mais convencionais das estrelas, e de longe os três mais comuns. As estrelas que são maciças o suficiente para ir supernova são raras: apenas cerca de 0,1-0.2% de todas as estrelas são tão massivas, e elas vão deixar para trás ou estrelas de nêutrons ou remanescentes de buracos negros.
as estrelas que são mais baixas em massa são a estrela mais comum no universo, constituindo-se em algum lugar entre 75-80% de todas as estrelas, e também são as de maior duração. Com vidas que vão de talvez 150 bilhões a mais de 100 trilhões de anos, nenhum deles ficou sem combustível no nosso universo de 13,8 bilhões de anos. Quando o fizerem, formarão estrelas anãs brancas feitas inteiramente de hélio.mas estrelas como o sol, que compreendem cerca de um quarto de todas as estrelas, experimentam um fascinante ciclo de morte quando ficam sem hélio em seu núcleo. Eles se transformam em uma dupla nebulosa planetária / anã branca em um espetacular, mas lento, processo de morte.
a nebulosa planetária NGC 6369 do anel azul-verde marca a localização onde Luz energética ultravioleta… despojou electrões de átomos de oxigénio no gás. O nosso Sol, sendo uma única estrela que gira na extremidade lenta das estrelas, é muito provável que acabe a parecer semelhante a esta nebulosa depois de talvez mais 7 biliões de anos.
a NASA e O Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Durante a fase de gigante vermelha, Mercúrio e Vênus certamente vai ser engolida pelo Sol, enquanto a Terra podem ou não, dependendo de certos processos que ainda não foram totalmente trabalhados. Os mundos gelados para além de Neptuno irão provavelmente derreter e sublimar, e é improvável que sobrevivam à morte da nossa estrela.uma vez que as camadas exteriores do sol retornem ao meio interestelar, tudo o que resta serão alguns corpos carbonizados de mundos orbitando a anã branca remanescente do nosso Sol. O núcleo, em grande parte composto de carbono e oxigênio, totalizará cerca de 50% da massa do nosso Sol atual, mas será apenas aproximadamente o tamanho físico da Terra.quando a massa mais baixa, estrelas como o Sol ficam sem combustível, elas explodem suas camadas externas em um planetário… nebulosa, mas o centro contrai-se para formar uma anã branca, o que leva muito tempo a desaparecer na escuridão. A nebulosa planetária que o sol irá gerar deve desaparecer completamente, com apenas a anã branca e os nossos planetas remanescentes deixados, após aproximadamente 9,5 bilhões de anos. De vez em quando, os objectos serão dilacerados, adicionando anéis empoeirados ao que resta do nosso sistema Solar, mas serão transitórios.Mark Garlick / University of Warwick
Esta estrela anã branca permanecerá quente por um tempo extremamente longo. Calor é uma quantidade de energia que fica presa dentro de qualquer objeto, mas só pode ser irradiada através de sua superfície. Imagine pegar metade da energia em uma estrela como o nosso Sol, então comprimindo essa energia para baixo em um volume ainda menor. O que vai acontecer?vai aquecer. Se você pegar gás em um cilindro e comprimi-lo rapidamente, ele aquece: isto é como um pistão em seu motor de combustão funciona. As estrelas gigantes vermelhas que dão origem a anãs brancas são, na verdade, muito mais frias do que a própria anÃ. Durante a fase de contração, as temperaturas aumentam de até 3.000 K (para uma gigante vermelha) para cerca de 20.000 K (para uma anã branca). Este tipo de aquecimento é devido à compressão adiabática, e explica por que essas estrelas anãs são tão quentes.
quando o nosso Sol ficar sem combustível, tornar-se-á uma gigante vermelha, seguida por uma nebulosa planetária com um… anã branca no centro. A nebulosa do olho do gato é um exemplo visualmente espetacular deste destino potencial, com a forma intrincada, em camadas, assimétrica deste particular sugerindo uma companheira binária. No centro, uma jovem anã branca aquece à medida que se contrai, atingindo temperaturas dezenas de milhares de Kelvin mais quentes do que a gigante vermelha que a gerou.NASA, ESA, HEIC, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA); agradecimentos: R. Corradi (Isaac Newton Group of Telescopes, Spain) and Z. Tsvetanov (NASA)
mas agora, ele tem que esfriar, e ele só pode irradiar através de sua pequena, minúscula, superfície de tamanho da Terra. Se você fosse para formar uma anã branca, agora, em 20.000 K, e dê a ele de 13,8 bilhões de anos para esfriar (o presente idade do Universo), ele esfriar por uma enorme 40 K: para 19,960 K.
Temos muito tempo para esperar, se queremos que o nosso Sol esfriar até o ponto onde ele se torna invisível. No entanto, uma vez que o nosso Sol tenha ficado sem combustível, o Universo irá fornecer alegremente amplas quantidades de tempo. Claro, todas as galáxias do Grupo Local se fundirão; todas as galáxias além se acelerarão devido à energia escura; a formação de estrelas irá abrandar para um trickle e as anãs vermelhas de menor massa irão queimar através de seu combustível. Mesmo assim, a nossa anã branca vai continuar a arrefecer.
uma comparação precisa de tamanho/cor de uma anã branca (L), Terra refletindo a luz do nosso Sol (médio),… e uma anà Negra (R). Quando as anãs brancas finalmente irradiam a sua última energia para longe, todas elas acabarão por se tornar anãs Negras. A pressão de degeneração entre os elétrons dentro da anã branca/negra, no entanto, será sempre grande o suficiente, desde que não acumule muita massa, para evitar que ela colapse ainda mais. Este é o destino do nosso Sol após cerca de 10^15 anos.
BBC / GCSE (L) / SunflowerCosmos (R)
finalmente, depois de algum lugar entre as 100 trilhões e 1 quadrilhão de anos (1014 a 1015 anos) têm passado, a anã branca que o nosso Sol vai se tornar fade out da parte visível do espectro e esfriar a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Agora conhecida como uma anà negra, Esta bola de carbono e oxigénio no espaço irá simplesmente atravessar o que quer que se torne da nossa galáxia, juntamente com mais de um trilião de outras estrelas e corpos estelares deixados do nosso grupo Local.mas isso também não é o fim para o nosso Sol. Há três destinos possíveis que o aguardam, dependendo da Sorte (ou azar) que tivermos.
quando um grande número de interações gravitacionais entre sistemas estelares ocorrem, uma estrela pode receber a… grande o suficiente para ser ejetado de qualquer estrutura da qual faça parte. Observamos estrelas fugitivas na Via Láctea ainda hoje; uma vez que elas se vão, elas nunca voltarão. Estima-se que isto ocorra para o nosso Sol em algum momento entre 10^17 a 10^19 anos a partir de Agora, dependendo da densidade de corpos estelares no que o nosso grupo Local se torna.J. Walsh and Z. Levay, ESA/NASA
1.) Completamente azarado. Cerca de metade de todos os corpos estelares da galáxia — na maioria das galáxias — se originam como sistemas estelares de singlet, muito parecido com o nosso próprio Sol. Enquanto sistemas multi-estrelas são comuns, com aproximadamente 50% de todas as estrelas conhecidas encontradas em sistemas binários ou trinários (ou ainda mais ricos), nosso Sol é a única estrela em nosso próprio Sistema Solar.isto é extremamente importante para o futuro, porque torna extraordinariamente improvável que o nosso Sol se una a um companheiro, ou que engula um companheiro ou seja engolido por outro companheiro. Estaríamos a desafiar as probabilidades se nos fundíssemos com outra estrela ou um cadáver estelar lá fora. Supondo que não tenhamos sorte, todo o corpo do nosso Sol verá no futuro são incontáveis interações gravitacionais com as outras massas, o que deve culminar no que resta do nosso sistema Solar sendo ejetado da galáxia após aproximadamente 1017 a 1019 anos.
duas formas diferentes de fazer uma supernova tipo Ia: o cenário de acreção (L) e o cenário de fusão… (R). Sem uma companheira binária, o nosso Sol nunca poderia entrar em supernova por acreção de matéria, mas poderíamos potencialmente fundir-nos com outra anã branca na galáxia, o que nos poderia levar a revitalizar uma explosão de supernova tipo Ia afinal.
NASA / CXC / M. Weiss
2. Teve a sorte de se revitalizar. Podes pensar, por uma boa razão, que assim que a anã branca arrefecer o nosso Sol, não há hipótese de voltar a brilhar. Mas há muitas maneiras para o nosso Sol ter um novo impulso na vida, e emitir a sua própria radiação poderosa mais uma vez. Para isso, só precisa de uma nova fonte de matéria. Se, mesmo em um futuro distante, o nosso Sol:
- se funde com a de uma estrela anã vermelha ou uma anã marrom,
- acumula gás de hidrogênio a partir de uma nuvem molecular ou planeta gasoso,
- ou corre para outro cadáver estelar,
ele pode inflamar-se da fusão nuclear, mais uma vez. O primeiro cenário resultará em pelo menos muitos milhões de anos de queima de hidrogênio; o segundo levará a uma explosão de fusão conhecida como uma nova; o último levará a uma explosão de supernova fugitiva, destruindo ambos os corpos estelares. Se experimentarmos um evento como este antes de sermos ejetados, a nossa sorte cósmica estará em exibição para todos os que restarem na nossa galáxia testemunharem.
a nova da estrela GK Persei, mostrada aqui em um raio-X (azul), rádio (rosa), e óptico (amarelo)… composite, é um grande exemplo do que podemos ver usando os melhores telescópios de nossa geração atual. Quando uma anã branca acentua matéria suficiente, a fusão nuclear pode perfurar na sua superfície, criando uma chama brilhante temporária conhecida como uma nova. Se o corpo do nosso Sol colidir com uma nuvem de gás ou um aglomerado de hidrogênio (como um planeta gigante de gás rouge), ele pode ir nova mesmo depois de se tornar uma anà Negra.
raio-X: NASA/CXC/RIKEN / D. Takei et al; óptico: NASA / STScI; Rádio: NRAO/VLA
3.) Super lucky, onde seremos devorados por um buraco negro. Nos arredores da nossa galáxia, cerca de 25.000 anos-luz do buraco negro supermassivo que ocupa o nosso Centro Galáctico, só existem os pequenos buracos negros formados a partir de estrelas individuais. Eles têm a menor área transversal de qualquer objeto massivo no universo. No que diz respeito aos alvos galácticos, estes buracos negros de massa estelar são alguns dos objectos mais difíceis de atingir.mas ocasionalmente, são atingidos. Pequenos buracos negros, quando eles encontram matéria, aceleram e canalizam-na para um fluxo de acreção, onde alguma fração da matéria é devorada e adicionada à massa do buraco negro, mas a maioria é ejetada na forma de jatos e outros detritos. Estes buracos negros activos e de baixa massa são conhecidos como microquasares quando se inflamam, e são fenómenos muito reais.embora seja extremamente improvável que aconteça connosco, alguém tem de ganhar a lotaria cósmica, e aqueles que o fizerem, tornar-se-ão comida de Buraco negro para o seu Acto final.quando uma estrela ou corpo estelar passa muito perto de um buraco negro, as forças de maré a partir deste… a massa concentrada é capaz de destruir completamente o objeto destruindo-o. Embora uma pequena fração da matéria será devorada pelo buraco negro, A maior parte dela irá simplesmente acelerar e ser ejetada de volta para o espaço.ilustração: NASA / CXC / M. Weiss; raio-X (top): NASA/CXC/MPE/S. Komossa et al. (L); Óptica: ESO/MPE/S. Komossa (R)
Quase todos os objetos no Universo tem um grande conjunto de possibilidades, tanto quanto o que vai acontecer com ele no futuro distante, e é incrivelmente difícil determinar um único objeto o destino dado o caótico ambiente do nosso canto do cosmos. Mas conhecendo a física por trás dos objetos que temos, e entendendo quais são as probabilidades e os calendários para cada tipo de objeto, podemos estimar melhor Qual deve ser o destino de qualquer um.para o nosso Sol, vamos tornar-nos uma anã branca depois de menos de 10 mil milhões de anos, vamos desaparecer para uma anà negra após ~1014-1015 anos, e seremos ejectados da galáxia após 1017-1019 anos. Pelo menos, é o caminho mais provável. Mas fusões, acumulação de gás, colisões,ou até serem devoradas também são possibilidades, e vão acontecer a alguém, mesmo que não sejamos nós. O nosso futuro pode ainda não estar escrito, mas seria inteligente apostar num brilhante durante triliões de anos!