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A vida em um espaço repleto de estrelas
Matéria Escura
13 jan 2021 | Por Jaqueline Silva (jack_cristina12@usp.br)

“Se vir uma estrela cadente riscando o céu, faça um pedido que pese uma tonelada”. Essa é umas das primeiras coisas que quase todas as crianças ouvem acerca das estrelas que brilham acima de suas próprias cabeças. Com o passar dos anos na escola, vão aprendendo que qualquer objeto no espaço é muito maior e mais complexo que o desejo de se tornar um astronauta um dia.

Acompanhado do interesse pelo desconhecido e encantador, a curiosidade sobre o cosmos se faz presente desde que o homem mirou seus olhos ao céu, há muito tempo atrás. A história dos estudos astronômicos é tão antiga quanto a origem da humanidade e não pode ter seu início detalhado numa data específica. No entanto, sabe-se que a astronomia é a mais arcaica das ciências naturais, com pelo menos cinco mil anos de desenvolvimento. Intrigados pelos pontos luminosos no céu, os homens primitivos começaram a ligá-los e formaram constelações, atribuindo-as às formas de animais e objetos que presenciavam cotidianamente, o que posteriormente tornou-se a mitológica astrologia. 

Mas no âmbito científico, as coisas começaram a tomar forma quando os primeiros astrônomos fizeram da observação estelar e de algumas ferramentas rudimentares suas bases para calcular a posição dos astros. O doutor e astrofísico do Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA), Adriano Pieres, explica que as antigas compreensões da mecânica dos astros contribuíram para a elaboração de uma espécie de “agenda” ligada às estações do ano e as fases da Lua. Esse conhecimento foi essencial para o desenvolvimento da agricultura e sobrevivência no mundo antigo, bem como guias para navegação nos mares. 

Estima-se que no período Neolítico, há cerca de dez mil anos, os humanos eram detentores de “relógios cósmicos”, que guiavam os períodos apropriados para as plantações de determinados alimentos. O Stonehenge, as grandes pedras em círculo que ainda estão de pé no Reino Unido, mesmo depois de três mil anos, marcavam a posição do Sol ao longo dos meses. O Império Maia calculava o período de ciclo lunar com uma precisão maior que a dos europeus que viviam na mesma época e chegou extremamente próximo da quantidade de dias em que o Sol cumpre seu ciclo: enquanto os maias o definiam como 365,2420 dias, a astronomia atual diz que são, na verdade, 365,2422. 

No entanto, foi só a partir do matemático polonês Copérnico que os conhecimentos começaram a ser consolidados: por volta de 1500, o mesmo elaborou a teoria do heliocentrismo, em que o Sol seria o centro do universo e não a Terra, como defendido por Ptolomeu séculos antes. A Igreja Católica da época vetou essa teoria e Copérnico quase foi julgado pelo Tribunal da Inquisição como um herege. Posteriormente, em 1601, o físico alemão Kepler conseguiu atestar que o criador da teoria heliocêntrica estava correto, mas infelizmente já era tarde para que as estrelas do polonês pudessem brilhar.

Pieres conta que, a partir da invenção do telescópio em 1608 pelo holandês Hans Lippershey, o italiano Galileu Galilei foi o primeiro a fazer uso científico do objeto e descobriu que a Via Láctea é composta de milhares de estrelas, além de documentar os anéis de Júpiter e as crateras lunares. Segundo o astrofísico, o telescópio conseguiu cavar mais fundo dentro da dinâmica do cosmos e reinventou a exploração do espaço. 

Sobre a origem dos conhecimentos sobre a galáxia, Pieres conta que foi apenas no final do século 18 que o astrônomo William Herschel começou a desenvolver os conceitos do que constituía uma galáxia ou o chamado “universo ilha”. Segundo o doutor, a Via Láctea recebeu esse nome por conta de uma origem grega que, traduzida literalmente, tem significado de “estrada do leite”.

Segundo um dos mitos gregos, a origem da Via Láctea se sucedeu quando Zeus enganou sua esposa Hera ao entregar uma criança para ela amamentar. Quando a mulher descobriu que se tratava de Hércules, um dos filhos bastardos de seu companheiro, ela o desvinculou de seu seio e o jorro de seu leite formou uma mancha no céu. 

Origem da Via Láctea, por Peter Paul Rubens, 1636, Museu do Prado. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rubens_V%C3%ADa_L%C3%A1ctea.jpg

Atualmente, nos agarramos às evidências comprovadas por tecnologias de observação e cálculo. Sabemos sobre buracos negros, formação de “berçários” estelares, mas talvez por puro capricho, ainda desejamos poder dar conta de enumerar todas as estrelas no céu. A tarefa, no entanto, é difícil, principalmente quando crescemos com a superstição de que apontá-las nos renderia uma verruga no nariz. 

 

“A culpa não é das nossas estrelas, mas de nós mesmos, que somos subordinados ao destino” – Shakespeare

Uma estrela quase impossível de apontar brilha de maneira encantadora. O calor estelar do Sol, por exemplo, é um consolo nos lugares frios do planeta e também pode ser extremamente abrasador em outras regiões abundantemente banhadas por ele. Faz parte da magnitude que compõe a vida na Terra, como fonte de energia para o crescimento dos seres vivos e cultivo alimentar, mas também é muito mais que isso.  

Não é à toa que muitos povos, sejam eles ancestrais ou remanescentes, adorem o Sol como se fosse um deus. Muitas vezes, esse culto é ligado ao culto à Lua e, costumeiramente, atribuem-se sexos opostos ou outras dualidades aos dois astros. Uma lenda da tribo Barotse, oriunda do sudeste africano, conta que o Sol é marido da Lua. Na religião japonesa xintoísta, o Sol é a deusa Amaterasu e a Lua é seu irmão Tsukiyomi. Os incas acreditavam que ambos eram seus ancestrais. Uma lenda egípcia conta que o corpo da deusa Nut arqueava-se sobre a Terra e engolia o Sol todas as noites, mas pela manhã dava à luz a ele novamente. Diversos outros povos, incluindo os gregos antigos, imaginavam o Sol como uma carruagem conduzida no céu pelo deus Hélio, que deu  origem a vários termos científicos relacionados ao grande astro.

Ilustração da deusa xintoísta Amaterasu, no centro, iluminando toda a vida humana. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Amaterasu#/media/Ficheiro:Amaterasu_cave_-_large_-_1856.jpeg

E cientificamente, o que de fato é o Sol? Deixando de lado algumas dessas belas histórias, é necessário que se diga que o Sol é uma estrela semelhante a milhares de outras, porém existem diversos tipos de estrela. O nosso grandioso astro não é tão grande para o padrão estelar, sendo bem menor que muitos outros. Como ele é o centro do sistema planetário ao qual a Terra pertence, a sensação é de que ele é gigantesco. É a estrela mais perto da vizinhança, ao passo que as outras estrelas estão bem mais distantes. Para se ter uma ideia, a estrela mais próxima da Terra é a Proxima Centauri, que está a 4,2 anos-luz daqui, o equivalente a aproximadamente 39.734.251.486 km.

A maior estrela de que se tem registro é a VY Canis Majoris, de tamanho duas mil vezes maior que o Sol, mas de massa leve: “apenas” trinta vezes a do Sol e não milhares de vezes como seria caso seu corpo fosse igualmente denso. Outras estrelas, como a Eta Carinae, têm mais de cem vezes a massa do Sol, que pesa 300 mil vezes a massa Terra, ou seja, essa estrela colossal pesa 30 milhões de vezes mais que o planeta água. Ainda assim, não é certo que existam planetas orbitando-as ou de que haja algum tipo de vida próximo a elas. Isso porque estrelas grandiosas têm vidas relativamente curtas: algumas possuem apenas um milhão de anos, o que é menos de um milésimo da idade do nosso Sol, podendo não ser um tempo suficiente para que a vida consiga se desenvolver. 

O Sol é como uma bolinha de gude comparada à VY Canis Majoris. Disponível em: https://www.materiaincognita.com.br/o-sol-comparado-a-vy-canis-majoris-a-maior-estrela-conhecida/

O Sol é uma estrela menor, mais comum. É do tipo que vive uma longa vida, durante a qual percorre algumas fases de desenvolvimento, tal qual um humano ao nascer, crescer, tornar-se adulto, chegar à crise da meia-idade, envelhecer e morrer. 

 

Nasce Uma Estrela

A doutora e professora Jane Gregorio-Hetem, do Instituto de Astronomia e Geofísica da Universidade de São Paulo (IAG-USP), também pesquisadora em Astronomia Estelar, elucida como nascem as estrelas: a partir da teoria de uma nuvem interestelar original, composta de gás e poeira, que permeia o ambiente entre as estrelas distribuídas em toda a galáxia, ocorre um colapso gravitacional e uma fragmentação, responsáveis por transformar a nuvem com baixa densidade e baixa temperatura em uma região cada vez mais densa. A partir disso, formam-se glóbulos maiores de gás e poeira, enquanto os mesmos vão se contraindo em função da própria ação gravitacional. Gregorio-Hetem explica que os objetos no universo se movimentam a partir de uma rotação inicial, chamada de Equilíbrio do Momento Angular. Quando uma bailarina gira muito rápido, sua saia fica distribuída no plano equatorial; de mesma forma, essa nuvem ou nebulosa, como costumeiramente é chamada, está contraindo e, ao mesmo tempo, girando para conservar as energias e os equilíbrios dos processos. 

A tendência da matéria é se distribuir no plano equatorial é, também, concentrar gás na região central, o que dá origem a uma estrela como o Sol, por exemplo, e ao redor dessa estrela forma-se um disco de matéria achatada que posteriormente originará os planetas. Segundo a doutora, todo o Sistema Solar foi formado partindo de uma nuvem original que, em processos de aglutinação das pequenas partículas, foi importante para aglomerar e formar astros maiores, além de limpar a matéria. É por isso também que a distribuição das órbitas dos planetas é algo intrínseco a esse gira-gira, que garante o movimento planetário em torno do objeto central – a estrela. 

A região da juventude de uma estrela, então, é caracterizada pela dispersão do gás hidrogênio nas periferias, enquanto o centro é extremamente concentrado. Essa grande concentração faz com que os átomos de hidrogênio se fundam e se convertam em átomos do elemento hélio, liberando uma energia em forma de calor, luz e radiação estrondosas; o que mantém a estrela acesa por bilhões de anos até que comece a ficar sem combustível.

Berçário de estrelas na Nebulosa Carina, registrada pelo Telescópio Hubble. Disponível em: https://www.https://s2.glbimg.com/QLxoyvSYcrv_CZcM0sqezpXwApY=/e.glbimg.com/og/ed/f/original/2020/04/24/nasce_uma_estrela_credito-nasa_esa_and_m._livio_and_the_hubble_20th_anniversary_team_stsci.jpgnasa.gov/image-feature/carina-nebulas-mystic-mountain

Dentro da nuvem original formam-se milhares de estrelas ao mesmo tempo, quase como um berçário de estrelas. E há distribuições: algumas delas se tornaram corpos de alta massa e muitas outras, de baixa massa. Muitas das mais maciças já evoluíram, morreram e não estão mais presentes para serem reconhecidas. Já o Sol, continua vivendo e passa atualmente pela fase da meia-idade, com cerca de 4,5 bilhões de anos. Porém, é bem importante diferenciar a idade e a maturidade de uma estrela, diz Gregorio-Hetem. Estrelas de alta massa evoluem muito rapidamente, então é comum que no final de suas vidas, elas ainda possuam idades inferiores às do Sol, por exemplo. Uma estrela muito massiva, que possui 100 mil anos e que está morrendo pode ser considerada uma velhinha, mas ainda é jovem no âmbito temporal.

 

Visões da morte estelar

Citada anteriormente, a VY Canis Majoris, a maior estrela já documentada, está passando por um processo de perda de matéria, quase como um “emagrecimento” e deverá explodir em uma fervilhante supernova em algumas centenas de milhares de anos, o que culminará para seu inevitável e complexo “fim”. 

Em entrevista para o Laboratório, a doutora, professora em astronomia e pesquisadora associada do Goddard Space Flight Center da NASA, Duilia de Mello, conta o que é uma supernova. Primeiro, devemos pensar na morte de estrelas que se parecem com o Sol: ao formar hidrogênio e hélio no caroço central para a produção de energia por bilhões de anos, em algum momento essa estrela para de produzir e começa a colapsar. A partir disso, o astro precisa se rearranjar, porque o calor chega a níveis muito elevados. Ao tentar se esfriar, a estrela se expande até se tornar uma Gigante Vermelha. 

O que acontece é que a essa superestrela começa a se acalmar internamente e volta a produzir energia nuclear, só que sem o hidrogênio; então, produz matéria energética através da combinação de dois átomos de hélio, formando o gás carbônico e alguns outros elementos como oxigênio, nitrogênio e ferro, para tentar novamente impedir a estrela de colapsar. No entanto, em algum momento o hélio acabará e ela não conseguirá mais se expandir e esfriar. Até que, por meio de um suspiro, ela lançará todas as camadas externas de seu corpo e transformará parte de sua matéria em uma nebulosa planetária, além de virar uma anã branca, um pequenino astro quase cem vezes menor que seu tamanho original, recebendo a classificação de estrela morta, pois não produz mais energia. Mas fique tranquilo: isso só acontecerá ao Sol daqui a 5 bilhões de anos, aproximadamente, e, até lá, o nosso planeta azul já terá se tornado muito quente para abrigar vida. 

A doutora da NASA diz, porém, que a morte de estrelas bem maiores que o Sol é mais dinâmica: ao invés da demora de bilhões de anos para que o hidrogênio acabe, essas estrelas demorarão apenas milhões de anos para ter seu elemento original cessado. Com esse esgotamento, elas tentam se rearranjar e, não conseguindo, tornam-se uma Supergigante Vermelha, num processo mais rápido e violento. Esses  astros colossais formam alguns outros elementos químicos mais pesados que o ferro, como o chumbo e o urânio, enquanto tentam segurar o colapso, mas inevitavelmente explodirão em supernovas. Supernova é a morte de uma estrela massiva, que lança todos os elementos químicos para o meio espacial, ou seja, é uma massa de gás brilhante repleta de matéria.

Ilustração que esquematiza o ciclo de vida estelar. Disponível em: https://pt.dreamstime.com/ciclo-de-vida-da-estrela-image130461584

Segundo a doutora, o interessante é que, a partir desta etapa de supernova, o carocinho que sobra pode se tornar uma estrela de nêutrons, um dos corpos celestes mais densos do universo, responsável pela liberação de pulsares e formado pela contração violenta de gases que se neutralizam. Mas há a possibilidade de que o mesmo se torne um buraco negro estelar, o corpo celeste mais denso conhecido, do qual que nem a luz consegue escapar.

A supernova da Eta Carinae seria monstruosa, por exemplo. Mas, novamente, não se preocupe: só teríamos notícia do evento após oito mil anos. A doutora Duilia contou como foi emocionante encontrar uma supernova em 1997, no Chile, o lugar mais propício para a observação de estrelas no mundo: ela estava observando o céu com um telescópio quando vislumbrou, acidentalmente, uma estrela que acabara de explodir, que posteriormente recebeu o nome de 1997D, fruto de sua curiosidade.

 

Somos poeira de estrelas, nada além – Emicida

Carl Sagan, astrônomo americano que divulgou massivamente a ciência no século 20, dizia que nós – seres humanos, seres vivos neste planeta, o Sol e todo o sistema que esse astro rege – somo oriundos da poeira de estrelas. Segundo a doutora Gregório-Hetem, essa visão é uma versão romântica das nossas origens no universo, mas que, sim, é real: somos resultados de estrelas que morreram há milhares de anos e espalharam pelo espaço uma poeira interestelar de matéria composta por elementos químicos que são essenciais à vida, como o ferro, que é necessário para o sangue. 

Tabela periódica que mostra que as origens da maioria dos elementos são advindas de eventos estelares. [Imagem: Jennifer Johnson]

É a partir da gigantesca explosão das supernovas que nuvens de poeirasão liberadas, permitindo que o ciclo de condensação recomece e a formação de novas estrelas e planetas seja iniciada. É daí que a matéria do nosso planeta nasceu e é exatamente por conta disso que a Terra contém os elementos que nos formaram: carbono, nitrogênio, oxigênio, ferro, etc. Eles são os embriões remanescentes de quando uma supernova, hoje já extinta, acendeu o meio cósmico e fez fervilhar a vida. Não é só uma bela poesia da ciência, é uma verdade brilhante acerca de onde viemos e para onde iremos daqui a bilhões de anos.

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