sexta-feira, 24 de agosto de 2012

Gigante vermelha, o que é? Como evolui?



Em astronomia, uma estrela vermelha gigante ou simplesmente gigante vermelha, é uma grande estrela de classificação K ou M e de cor vermelha. São exemplos Aldebaran e Ras Algethi.
As gigantes vermelhas são estrelas que anteriormente tinham um tamanho equivalente ao do Sol (até 8 vezes a massa solar) mas esgotaram o suprimento de hidrogênio em seu núcleo. Durante a fase inicial de vida, a estrela esteve queimando hidrogênio no núcleo a uma temperatura de 2x107K e transformando-o em Hélio.


Evolução

O processo basicamente é a fusão entre prótons (hidrogênio ionizado) que se convertem em partículas alfa (núcleos de Hélio totalmente ionizado) uma vez que a esta temperatura os elétrons não conseguem ficar presos aos núcleos.


Da sequencia principal até a gigante

De acordo com o Diagrama de Hertzsprung-Russell, uma gigante vermelha é uma estrela enorme que não faz parte da Sequência principal e pela Classificação estelar é uma estrela entre as classes K ou M; Exemplos incluem Aldebaran e Arcturus.
Todas as estrelas na sequência principal, como o Sol, terão sua fase de gigante. Durante a sua fase de desenvolvimento inicial, na qual ela se encontra na sequência principal, a estrela esteve queimando Hidrogênio e acumulando Hélio (já que a temperatura nesta fase não é suficiente para usar o Hélio como combustível).


Colapso gravitacional

O Hélio produzido nesta primeira fase foi-se acumulando, devido à gravidade, no próprio núcleo. Quando a estrela esgotar o estoque de hidrogênio no núcleo as reações no centro da estrela começarão a se esgotar até parar. A estrela então entra em colapso. As camadas interiores colapsam mais rapidamente que as exteriores e, devido à compressão, a temperatura do núcleo volta novamente a subir. Este novo aumento de temperatura permite uma nova fase de queima de hidrogênio na casca ao redor do núcleo, chamada de queima de casca. Esta queima de casca é um processo rápido uma vez que a casca ainda está se colapsando e a temperatura subindo. A luminosidade então aumenta, e no diagrama HR a estrela começa se deslocar da sequência principal em direção ao topo superior direito. A camada externa da estrela expande-se devido à nova onda de energia vinda do interior. A estrela torna-se uma subgigante e posteriormente tornar-se-á uma gigante vermelha.


Temperatura superficial

Na superfície da estrela a quantidade de energia resultando da fusão está agora distribuída por uma área muito maior e portanto sua temperatura de superfície será mais baixa do que antes e a estrela começa a se avermelhar, de onde vem portanto o nome Gigantes vermelhas. Apesar de sua temperatura menor as gigantes vermelhas são muito brilhantes devido ao seu enorme tamanho. Após este processo é que as estrelas vão para o estágio de anã branca. O calor é o que evita o colapso gravitacional. Após a evolução ao estágio de gigante vermelha da estrela não há mais nada que a mantenha expandida. Então, ela começa a se contrair e torna-se uma estrela superdensa, com uma temperatura superficial imensa devido a essa última contração. É muito difícil detectar uma anã branca, por causa do seu pequeno tamanho.


O sol

Quando o Sol se tornar uma gigante vermelha seu raio irá incorporar as orbitas de Mercúrio e Vênus e talvez até a da própria Terra. Mesmo que a Terra não seja engolida pelo Sol, a temperatura será tão alta que a atmosfera e os oceanos terão se evaporado e a vida na Terra estará extinta.
Durante esta primeira fase de colapso, logo após o esgotamento do Hidrogênio no núcleo, a estrela poderá atingir a temperatura necessária para que ela entre em uma nova fase e passe a queimar Hélio (para isto a temperatura no núcleo deverá chegar a 3x108K, mais que 10 vezes maior que a necessária para a queima de Hidrogênio). Estrelas massivas da sequência ao passarem por este processo tornam-se Supergigantes, como Betelgeuse na constelação de Orion e Antares na constelação de Escorpião.



Hélio e oscilação

Em estrelas com massa menor que 2,5 a massa do Sol, a adição de Hélio vinda da queima de Hidrogênio na casca causará um Flash de Hélio — uma queima abrupta de Hélio no núcleo — após o qual a estrela entra em um breve período estável de queima de Hélio. Neste período a fusão do Hélio no núcleo libera mais energia por segundo do que quando a estrela estava no sequência principal. O equilíbrio hidrostático será mantido até que o combustível do núcleo se esgote novamente.
Estrelas massivas podem entrar e sair da fase de gigante vermelha várias vezes, a cada etapa queimando nos seus núcleos um combustível mais pesado que na etapa anterior. Neste caso, estas estrelas estão no que se chama de Braço assintótico gigante. Estrelas como o nosso Sol podem sintetizar átomos até o Carbono e Oxigênio. Estrelas mais pesadas podem sintetizar átomos com peso atômico até igual ao do Ferro.



[Wickipédia]

Postado por:
Alan Sales, conhecido por alguns como Saturno, 18 anos,  se preparando para o vestibular e o ENEM. Pretende fazer Biologia. Desde criança fanático por astronomia e ciência em geral e apesar de não se dar muito bem em física, adora a parte teórica. Possui a mente aberta, é filósofo e escritor nas horas vagas.


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