Formação de Estrelas: Introdução

"Olhar para as estrelas faz-me sempre sonhar"
Vicent van Gogh.


Figura 1: The Starry Night, Vincent van Gogh, 1889. The Museum of Modern Art, NY.
Em tempos passados, falar de estrelas e "outros mundos" era tarefa perigosa. Giordano Bruno, filósofo italiano do séc. XVI, foi condenado à fogueira por defender que um "número imenso de sóis" e "uma infinidade de mundos" existia nos céus ainda por desvendar. Hoje sabemos que, de facto, as estrelas são "sóis" e que existem mais estrelas no Universo do que grãos de areia em todas as praias do nosso planeta. Cada uma destas estrelas poderá, ainda, albergar um sistema planetário, e alguns desses sistemas planetários poderão ser morada para formas de vida, seguramente muito diferentes daquelas que conhecemos na Terra.

As estrelas são o constituinte básico do Universo. Elas sempre foram fonte de fascínio e mistério para a Humanidade, servindo igualmente de tema e inspiração para artistas ao longo dos séculos. No entanto, foi só durante o século passado que começámos a descobrir os segredos acerca delas. Hoje, o seu estudo e compreensão fornecem-nos informação sobre a origem e o destino do nosso próprio Sistema Solar, a nossa morada na imensidão do Cosmos. Essa informação ajuda-nos a compreender, igualmente, a nossa própria origem e o nosso próprio destino, tal como veremos mais à frente.

Mas o que é então uma estrela? Foi só na primeira metade do séc. XX que pudemos dar resposta a esta questão. Em termos simples, uma estrela é uma esfera de gás a alta temperatura, constituída, essencialmente por hidrogénio, gerando energia através de uma série de reacções nucleares que fazem com que ela brilhe durante milhões de anos. Uma estrela é, como os astrofísicos costumam designar, “um reactor termonuclear governado pela gravidade”. De facto, é devido ao equilíbrio existente entre a força da gravidade, que tende a colapsar a matéria de que a estrela é constituída, e a força de pressão resultante da radiação emitida devido às reacções nucleares, que a estrela se mantém relativamente estável, emitindo energia durante largos milhões de anos. Enquanto este equilíbrio de forças se mantém, a estrela vive. Quando ele se quebrar, a estrela morrerá.

Foi só com o desenvolvimento da Física Nuclear no início do século passado que se percebeu qual a fonte de energia que permite que uma estrela como o Sol produza quantidades enormes de energia durante tanto tempo. De facto, H. Bethe, em 1939, demonstrou que as estrelas produzem estas quantidades de energia através da fusão de hidrogénio em hélio. Esta fusão consiste na transformação de quatro protões (quatro núcleos do átomo de hidrogénio, o elemento químico mais simples que existe na Natureza) num núcleo do átomo de hélio, constituído por dois protões e dois neutrões. Esta transformação nuclear é acompanhada de libertação de energia. Devido à enorme temperatura que se regista no interior de uma estrela, esta reacção termonuclear ocorre em larga escala, fazendo com que a estrela produza grandes quantidades de energia. Estima-se que o interior do Sol, onde estas reacções nucleares ocorrem e dão origem à energia que dele recebemos, esteja a uma temperatura de cerca de 20 milhões de graus.

Embora a taxa de consumo de hidrogénio seja literalmente astronómica no interior de uma estrela - estima-se que o Sol, um estrela típica, consuma cerca de 400 mil toneladas de hidrogénio por segundo! - as estrelas brilham durante muitos milhões de anos, sendo o seu tempo de vida ditado pela sua massa. Apesar de ser considerada uma estrela de pequena massa, a massa do Sol (cerca de 300 000 vezes superior à massa da Terra) permite que estas reacções de fusão se processem, ainda, por mais 5 mil milhões de anos, mais ou menos a idade actual do Sol. O Sol está, assim, aproximadamente, a meio da sua vida.

As estrelas de pequena massa, como o Sol, consomem o seu "combustível" a uma taxa relativamente moderada. As estrelas de grande massa são mais vorazes, e esgotam o seu alimento mais rapidamente, pelo que estão condenadas a morrer mais rapidamente. Quando o "combustível" da estrela se esgota, a estrela irá morrer, de uma forma mais ou menos catastrófica, de uma forma mais ou menos espectacular, ditada pela quantidade de massa com que viveu durante milhões de anos.

É, assim, hoje ponto assente que as estrelas nascem, vivem e morrem, tal como nós. É também sabido que a morte de uma estrela pode ditar o nascimento de muitas mais, completando um ciclo cósmico do qual fazemos também parte. Nas semanas seguintes iremos então falar dos locais onde as estrelas nascem, da forma como elas nascem, de como a morte de uma estrela pode fomentar o nascimento de muitas outras e de como a própria Humanidade faz parte deste "grande ciclo" de vida e morte no Cosmos.