Estrelas: Fusão Nuclear e Buracos Negros

   Finalmente vou falar sobre um tema muito interessante que são as estrelas, que vai continuar a coleção de postagens sobre astronomia aqui do blog. Mas como elas surgem? Após o Big Bang o universo começou a se expandir e estava com poucas formações complexas, praticamente todos os átomos formados eram de hidrogênio (o mais "simples"). Esses gases começaram a se atrair e a formar "amontoados". (Nem preciso dizer que as imagens não seguem tamanho proporcional entre si, são apenas ilustrativas).

No centro desses amontoados os átomos começaram a se chocar tão forte que eles se uniam, o que chamamos de fusão nuclear. Então após algumas fusões o núcleo desse amontoado atrai mais os gases, que se chocam ainda mais e aumentam o tamanho desse núcleo. Esse ciclo continua até que os gases estão todos em uma forma esférica, se forma uma estrela.

Estrelas menores são chamadas de Anãs Vermelhas. Apesar de expelir menos radiação, elas duram trilhões de anos (nenhuma "morreu" ainda desde a origem do universo).

Classes de uma Estrela

   As estrelas possuem cor, tamanho e tempo de vida diferentes. E todas passam por "níveis" (vou chamar assim para ser mais fácil) até pararem de ter fusões nucleares. O nosso Sol está no primeiro nível, em que ele fusiona os átomos de hidrogênio do núcleo dele e forma hélio.

Definitivamente esse processo está completamente resumido, até porque fusões só ocorrem aos pares, quatro hidrogênios não podem se juntar de uma vez. Para ver o processo completo da fusão clique aqui (está em inglês mas você pode usar um tradutor se não entender).

   E por causa dessa reação, o nosso Sol e todas as estrelas "desse nível" liberam energia e formam Hélio em seu centro. Após bilhões de anos (depende do tamanho da estrela), quando os átomos de hidrogênio acabarem, começa a fusão de Hélio para formação de Carbono. As reações continuam até que a estrela não tenha massa o bastante, sendo a lista de elementos Hidrogênio, Hélio, Carbono, Neônio, Oxigênio e Silicone.

E se não tiver massa suficiente

   Para tornar uma fusão possível é preciso que os átomos no núcleo estejam sendo jogados um no outro, e para isso é necessária uma gravidade forte o bastante para espremer o que estiver no meio. O problema é que essas fusões causam explosões, que empurram as coisas para fora, enquanto a gravidade tenta empurrar pra dentro.

Setas azuis: gravidade

Setas vermelhas: explosões das fusões nucleares

Amarelo: Hidrogênio

Laranja: Hélio

   A gravidade então precisa ser bem forte. Se em algum momento ela não aguentar, as camadas mais externas da estrela saem voando no espaço e surge uma Anã Branca. Tem menos energia, é menor e praticamente sem fusões ocorrendo em seu interior.

   Depois de mais um tempo ela se torna uma Anã Negra. Sem mais fusões, ela libera o restante de sua energia que foi adquirida em seu "período produtivo".

   E assim se finaliza o processo de uma estrela perdedora (triste).

E se ela for grande o suficiente

   Se ela tiver massa o suficiente (o que podemos identificar pelo seu tamanho e pela sua atração com os corpos celestes próximos) ela continuará as fusões até o final:

Quando ela "chega ao sexto nível" começa a ser formado Ferro. Por ser um metal, ele não libera energia na hora da fusão: pelo contrário, ele absorve. Por causa disso, a estrela vai ficando mais fraca e vira uma anã branca.

E se ela for maior ainda

   97% das estrelas acabam se tornando anãs brancas, mas com uma massa 10 vezes maior que a do nosso Sol é possível ser formada uma Supernova, onde todo o hidrogênio é gasto e 90% da estrela original é lançada para o espaço, apenas sobrando ou uma nuvem em expansão ou um núcleo concentrado. Nesse segundo caso ela se torna uma estrela de nêutrons, chegando a possivelmente ter 15 km de diâmetro e ser inúmeras vezes mais densa que o Sol.

   Porém esse não é o máximo que podemos chegar. Com uma massa de 30 Sóis no início, pode-se criar uma estrela de nêutrons com uma massa de 2 Sóis (observe a quantidade de massa perdida) e então ela se colapsa (engole a si mesma) e é formado um BURACO NEGRO. O buraco negro é tão denso que sua velocidade de escape (a velocidade necessária para "fugir dele") é maior que a velocidade da luz. E como nada é mais rápido que a luz, nada consegue escapar de um buraco negro (nem a luz, por isso o nome). Passado o horizonte de eventos, também chamado de ponto de não retorno, é morte na certa.

   E com o tempo, mesmo o buraco negro vai perdendo tamanho, até desaparecer. O mais grandioso corpo celeste chega ao fim.

Em breve a continuação: Radiação de Hawking.

Fontes:

www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/09/05/the-suns-energy-doesnt-come-from-fusing-hydrogen-into-helium-mostly/#3ca7ab6d70f9
www.youtube.com/watch?v=mZsaaturR6E
www.youtube.com/watch?v=qsN1LglrX9s
www.youtube.com/watch?v=LS-VPyLaJFM
www.significados.com.br/supernova/
www.infoescola.com/astronomia/buraco-negro/
hypescience.com/morte-de-um-buraco-negro-e-uma-coisa-bem-estranha/

Girando: Força Centrípeta e Centrífuga

   Quando giramos algo, este objeto prova das forças centrípeta e centrífuga. Mas qual é a diferença entre elas? Bem, por causa da inércia, os objetos tendem a permanecer em movimento retilíneo uniforme (se movem reto, com velocidade sem se modificar) (MRU), e isso não é o que acontece ao girar coisas.

   Não é a toa que não se vê coisas se movendo em círculos sem nada segurando esses objetos. Se o objeto está rodopiando é porque algo está segurando ele, não deixando ele se mover em MRU.

Se você amarra uma pedra em uma ponta de um barbante, e pela outra ponta começa a mexer o barbante, esse barbante que está fazendo a pedra "rodar" no ar. A pedra começa a se mover em uma direção, até ser parada pela linha, que por sua vez é parada pela sua mão a segurando. Se você soltar essa linha, ela sai voando junto com a pedra (em MRU), porque nada mais "prende" elas lá. Essa força que o fio faz com que a pedra não saia voando e faça movimento circular é chamada de centrípeta. O que faz sentido já que:

(Eixo de rotação é o centro do círculo, nesse caso)

   Já a força centrífuga é o contrário: é a força que faz com que o objeto tente fugir dessa trajetória, e é a força que faz com que a pedra voe ao soltar a linha naquele exemplo.

   Outra coisa interessante a se ressaltar é a diferença de velocidade quando giramos algo. Quanto mais próximo do eixo de rotação o corpo estiver, mais rápido ele girará. Isso ocorre porque quanto mais longe estiver do meio, maior será o caminho que ele percorrerá.

Em um disco girando, os átomos do meio precisam dar uma volta muito menor do que os da beirada, e por isso, mesmo eles dando a mesma quantidade de voltas, um está bem mais rápido do que o outro. Se toda a massa do disco estivesse mais para o centro, ele giraria mais rapidamente. E isso é inclusive usado por bailarinos para dar aquelas rodopiadas na ponta do pé, e "frear" esticando os braços (os braços ficam mais longe do eixo de rotação, e então a pessoa desacelera).

   Entre a comunidade científica há uma discussão sobre se a força centrífuga realmente existe, pois como vimos o objeto só está tentando permanecer em MRU, então só estaria ocorrendo a inércia, nada mais. Porém, (simplificando), dependendo com qual corpo você compara, o movimento acaba se tornando sem sentido.

   Essa foi a discussão de hoje. Até logo. :D

Fontes:

brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-forca-centripeta.htm

pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_inercial_centr%C3%ADfuga

O que é "você", DNA e Desextinção de Espécies

   O que é você? E até que ponto que modificarmos nosso corpo ainda somos nós mesmos? É sobre essas dúvidas que vamos tratar hoje nesse post baseado neste vídeo do recomendadíssimo canal Kurzgesagt – In a Nutshell.
   Células: Existe um paradoxo, "O Navio de Teseu", que ilustra bastante nosso corpo: um navio vai navegando e trocando suas peças ao longo do caminho. Quando o navio chega ao destino todas as peças já foram trocadas pelo menos uma vez. O navio é o mesmo que o do início da viagem? E pra complicar mais, se pegássemos as peças velhas e as juntássemos, qual dos dois barcos é o original? Ou será que a cada peça que trocamos existe um novo barco, ou apenas uma versão dele? O mesmo ocorre conosco, com nossas células. Ao longo do tempo vamos trocando-as até que não sobre quase nenhuma "original".
   DNA: Você pode responder que o que te define é o seu DNA. O DNA é o código genético passado de geração em geração, e é o que faz você ter essa aparência e algumas características comportamentais. Porém ele se modifica ao longo do tempo: as chamadas mutações genéticas (cito elas no post da Teoria Neodarwinista aqui). Se fosse possível criar outra pessoa com o mesmo código genético, provavelmente ele variaria de um jeito diferente do seu. A pessoa não seria igual a você.
   Além dessas influências existe a interação sua com o ambiente. A sociedade molda seus comportamentos e costumes, e para seguir as normas você é influenciado. E isso tudo que te caracteriza "você". O seu passado, se fosse mudado, faria de "você" alguém muito diferente. Seria essa nova versão você ou outra pessoa?

Fontes:

www.youtube.com/watch?v=JQVmkDUkZT4
www1.folha.uol.com.br/ciencia/2015/10/1698292-cientistas-propoem-ideia-de-que-a-desextincao-ja-e-possivel.shtml
mundoestranho.abril.com.br/curiosidades/o-que-e-o-paradoxo-do-navio-de-teseu/