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As estrelas nascem, vivem e morrem. O sol não é diferente, e quando ele se for, a Terra irá com ele. Mas a sua ida não será tranquila.

Em vez disso, quando o Sol se expandir em uma gigante vermelha durante seus últimos suspiros, ele irá vaporizar a Terra.

Talvez não seja a história que você estava esperando, mas não há necessidade de começar a comprar seguro de estrela da morte ainda. A escala de tempo é longa - 7 bilhões ou 8 bilhões de anos a partir de agora, pelo menos. Os seres humanos têm existido em torno de apenas cerca de 40000 anos; se a idade da Terra for compactada em um dia de 24 horas, os humanos ocupariam apenas o último segundo, no máximo. 

Então o que acontecerá quando o Sol se esvair?

A resposta tem a ver com a forma com que o Sol brilha. Estrelas começam suas vidas como grandes aglomerações de gás, principalmente hidrogênio com uma pitada de hélio e outros elementos. Gás tem massa, por isso, se você colocar um monte dele em um só lugar, ele entra em colapso sobre si mesmo sob seu próprio peso. Isso cria pressão sobre o interior da proto-estrela, que aquece o gás até que ele fique tão quente que os elétrons se retiram dos átomos e o gás torna-se carregado ou ionizado (um estado chamado de plasma). Os átomos de hidrogênio, cada um contendo um único próton, fundem-se com outros átomos de hidrogênio para se tornar o hélio, o qual tem dois prótons e dois nêutrons. A fusão liberta energia na forma de luz e de calor, o que cria uma pressão para o exterior, e para o gás entre em colapso mais uma vez. Nasce uma estrela.

Há hidrogênio suficiente para manter este processo por bilhões de anos. Mas, eventualmente, quase todo o hidrogênio no núcleo do sol vai se fundir em hélio. Nesse ponto, o sol não será capaz de gerar tanta energia, e começará a entrar em colapso sob o seu próprio peso. Esse peso não pode gerar pressão suficiente para fundir o hélio como fez com o hidrogênio no início da vida da estrela. Mas o que o hidrogênio é deixado na superfície do núcleo, gerando um pouco de energia adicional e permitindo que o sol se mantenha brilhando.

Esse núcleo de hélio, no entanto, começa a colapsar sobre si mesmo. Quando isso acontecer, ele libera energia, embora não através da fusão. Em vez disso, apenas aquece por causa do aumento da pressão (a compressão de qualquer gás aumenta a sua temperatura). Essa liberação de energia resulta em mais luz e calor, fazendo com que o sol brilhe ainda mai. Em uma nota mais escura, no entanto, a energia também faz com que o sol se inche em uma gigante vermelha. Gigantes vermelhas são o vermelhas porque suas temperaturas à superfície são menores do que estrelas como o sol. Mesmo assim, elas são muito maiores do que suas contrapartes mais quentes.

Na concepção deste artista, uma gigante vermelha expansão prepara para engolir um demasiado perto do gigante de gás planeta.
Na concepção deste artista, a expansão de uma gigante vermelha  engole um planeta demasiado próximo.No sistema solar, quando o sol se tornar uma gigante vermelha, ele irá engolir Mercúrio e Vênus, e pode devorar a Terra. Crédito: James Gitlin / STScI AVL


Um estudo de 2008 feito pelos astrônomos Klaus-Peter Schröder e Robert Connon Smith estimou que o sol vai ficar tão grande que suas camadas superficiais ultraperiféricas irão atingir cerca de 108 milhões de milhas (cerca de 170 milhões de quilômetros) para fora, absorvendo os planetas Mercúrio, Vênus e Terra. Todo o processo de se transformar em uma gigante vermelha vai levar cerca de 5 milhões de anos um pontinho relativo durante a vida do Sol. 

Pelo lado positivo, a luminosidade do sol está aumentando por um fator de cerca de 10 por cento a cada bilhão de anos. A zona habitável, onde a água líquida pode existir na superfície de um planeta, agora está entre cerca de 0,95 e 1,37 vezes o raio da órbita da Terra (também conhecida como unidade astronômica, ou UA). Essa zona continuará a se mover para fora. No momento em que o sol ficar pronto para se tornar uma gigante vermelha, Marte ficará dentro da zona por algum tempo. Enquanto isso, a Terra será cozida e transformada em um banho de vapor planetário, com seus oceanos evaporando e quebrando as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio.

Como a água é quebrada, o hidrogênio escapa para o espaço e o oxigênio reage com rochas da superfície. O Nitrogênio e o dióxido de carbono provavelmente se tornarão os principais componentes da atmosfera - um pouco como Vênus é hoje, mas é longe de ser claro se a atmosfera da Terra nunca vai ficar tão grossa. Alguns dizem que a resposta depende de quanto vulcanismo ainda está em curso e quão rápido as placas tectônicas se movimentarão. Nossos descendentes, espera-se, optarão por ir a Marte - ou ainda mais longe no sistema solar, em um planeta habitável.

Mas mesmo assim, Marte não vai durar como um planeta habitável. Depois que o sol se tornar um gigante, a zona habitável vai mudar-se para entre 49 e 70 unidades astronômicas. Netuno em sua órbita atual, provavelmente, tornar-se-a demasiado quente para a vida; o lugar para viver seria Plutão e outro planetas anões, cometas e asteroides ricos em gelo no Cinturão de Kuiper.

Segundo Schröder e Smith, as estrelas como o sol perderão massa ao longo do tempo, principalmente através do vento solar. Órbitas dos planetas ao redor do sol vão expandir-se lentamente. Isso não vai acontecer rápido o suficiente para salvar a Terra, mas se as bordas de Netuno ficarem longe o suficiente ele poderia se tornar um lar para os seres humanos, com alguma terraformação.

A agonia desta estrela resultou em uma nebulosa planetária linda chamado NGC 6565.

Os estertores da morte desta estrela resultaram em uma nebulosa planetária NGC 6565. lindo chamado Crédito: ESA / Hubble e NASA, Reconhecimento: Matej Novak

Eventualmente, porém, o hidrogênio no núcleo externo do sol vai ser esgotado, e o sol vai começar a entrar em colapso, mais uma vez, desencadeando um ciclo de fusão. Em cerca de 2 bilhões anos, o sol vai fundir o hélio em carbono e um pouco de oxigênio, mas com menos energia nessas reações. Uma vez que os últimos pedaços de hélio em elementos mais pesados, não há mais energia radiante para manter o sol inchado contra o seu próprio peso. O núcleo do sol se tornará uma anã branca. camadas externas do sol distendido são apenas fracamente ligados ao núcleo porque eles são tão longe dele, por isso, quando o núcleo entra em colapso ele vai deixar as camadas exteriores da sua atmosfera para trás. O resultado é uma nebulosa planetária.


As anãs brancas são aquecidas por compressão em vez de fusão e, inicialmente, elas são muito quentes -  as temperaturas da superfície pode chegar a 50.000 graus Fahrenheit (cerca de 28.000 graus Celsius) - e elas iluminam o gás lentamente em expansão na nebulosa. Assim, qualquer alienígena astrônomo em bilhões de anos no futuro poderá ver algo como a Nebulosa do Anel em Lyra, onde o sol uma vez brilhou. 

Traduzido e adaptado de Livescience

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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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