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O pilar da Astrofísica

João Steiner

Eu tive a idéia de falar sobre a fonte de energia das estrelas, na coluna deste mês, ao pesquisar, há alguns dias, a explosão de uma delas na Constelação de Vela. Era uma detonação batizada de nova, que ocorre em astros com massa mais ou menos igual à do Sol. Lembrei-me, então, de como foi importante para a ciência descobrir que a origem da energia luminosa está nas reações nucleares que transformam um átomo em outro. No Sol, a gênese de toda a energia é a conversão de hidrogênio em hélio, mas todos os outros átomos são produzidos dentro das estrelas – mesmo durante as explosões que marcam o final da sua existência.

As reações nucleares nos ensinaram de onde vêm os elementos químicos: eles são assados nas fornalhas estelares. Também aprendemos que a idade dos astros depende de sua massa. Quanto maior ela é, mais rápidas são as reações internas e mais depressa esvazia-se o tanque de combustível nuclear. Estrelas como o Sol duram cerca de 10 bilhões de anos. As que têm massa dez vezes menor chegam a 1 trilhão de anos e as que são dez vezes maiores não passam de 100 milhões. Esse é o cenário de como as estrelas nascem, evoluem e morrem, considerado pelos astrônomos o pilar central da Astrofísica. Hoje custa a crer, mas demoramos mais de um século para montar todas as peças do quadro.

Astrônomo e astrofísico da Universidade de São Paulo (USP) universo@abril.com.br

A força atômica das estrelas

Já se pensou que o Sol brilhava porque estava encolhendo, mas agora sabemos que a luz dos astros vem de suas reações nucleares internas.

Teoria equivocada

1. Em 1881, o físico escocês William Thomson, mais conhecido como Lorde Kelvin, anunciou que as estrelas brilhavam porque estavam se contraindo, esmagadas por sua gravidade. Como a compressão gera energia, daí viria a luz.

2. A partir do tamanho e da massa do Sol, Thomson estimou o calor armazenado dentro dele. Depois, sabendo quanta energia saía na forma de luz, avaliou que nossa estrela só poderia ter 35 milhões de anos.

Correção histórica

3. A teoria correta, formulada em 1940 por diversos cientistas, mostra que o peso do astro tende, sim, a apertá-lo, mas, com isso, provoca reações atômicas no seu núcleo. Elas são, de fato, as fontes da energia luminosa.

4. No núcleo solar, as reações transformam gás hidrogênio em gás hélio. Como esse processo gera imensa quantidade de energia, a fornalha solar já está brilhando há aproximadamente 4,5 bilhões de anos. Ainda vai durar mais.

Evolução solar

O Sol vai chegar ao fim da sua existência como uma estrela apagada com o tamanho da Terra. Há 100 anos, achava-se que ele levaria 35 milhões de anos até murchar. Hoje sabemos que o astro continuará como está por mais 6 bilhões de anos até chegar a 10,5 bilhões. Aí, explodirá. Ficará apenas um pedaço escuro, com a dimensão terrestre.