20: Entre as estrelas - gás e poeira no espaço
- Page ID
- 183241
De onde vêm as estrelas? Já sabemos em capítulos anteriores que as estrelas devem morrer porque, em última análise, elas esgotam seu combustível nuclear. Podemos supor que novas estrelas surjam para substituir as que morrem. Para formar novas estrelas, no entanto, precisamos da matéria-prima para produzi-las. Também acontece que as estrelas ejetam massa ao longo de suas vidas (uma espécie de vento sopra de suas camadas superficiais) e esse material deve ir para algum lugar. Qual é a aparência dessa “matéria-prima” das estrelas? Como você o detectaria, especialmente se ele ainda não está na forma de estrelas e não consegue gerar sua própria energia?
Uma das descobertas mais empolgantes da astronomia do século XX foi que nossa galáxia contém grandes quantidades dessa “matéria-prima” - átomos ou moléculas de gás e pequenas partículas de poeira sólida encontradas entre as estrelas. Estudar essa matéria difusa entre as estrelas nos ajuda a entender como novas estrelas se formam e nos dá pistas importantes sobre nossas próprias origens há bilhões de anos.
- 20.1: O meio interestelar
- Cerca de 15% da matéria visível na galáxia está na forma de gás e poeira, servindo como matéria-prima para novas estrelas. Cerca de 99% dessa matéria interestelar está na forma de gás — átomos ou moléculas individuais. Os elementos mais abundantes no gás interestelar são hidrogênio e hélio. Cerca de 1% da matéria interestelar está na forma de grãos sólidos de poeira interestelar.
- 20.2: Gás interestelar
- O gás interestelar pode estar quente ou frio. O gás encontrado próximo a estrelas quentes emite luz por fluorescência, ou seja, a luz é emitida quando um elétron é capturado por um íon e cai em cascata até níveis de energia mais baixos. A maior parte do hidrogênio no espaço interestelar não é ionizada e pode ser melhor estudada por medições de rádio da linha de 21 centímetros. Parte do gás no espaço interestelar está a uma temperatura de um milhão de graus, embora esteja distante em estrelas quentes.
- 20.3: Poeira cósmica
- A poeira interestelar pode ser detectada: (1) quando bloqueia a luz das estrelas por trás dela, (2) quando dispersa a luz de estrelas próximas e (3) porque faz com que estrelas distantes pareçam mais vermelhas e mais fracas. Esses efeitos são chamados de vermelhidão e extinção interestelar, respectivamente. A poeira também pode ser detectada no infravermelho porque emite radiação térmica. A poeira é encontrada em todo o plano da Via Láctea.
- 20.4: Raios cósmicos
- Os raios cósmicos são partículas que viajam pelo espaço interestelar a uma velocidade típica de 90% da velocidade da luz. Os elementos mais abundantes nos raios cósmicos são os núcleos de hidrogênio e hélio, mas elétrons e pósitrons também são encontrados. É provável que muitos raios cósmicos sejam produzidos em choques de supernovas.
- 20.5: O ciclo de vida do material cósmico
- A matéria interestelar está constantemente fluindo pela galáxia e mudando de uma fase para outra. Ao mesmo tempo, gás é constantemente adicionado à galáxia por acreção do espaço extragalático, enquanto a massa é removida do meio interestelar ao ser bloqueada em estrelas. Parte da massa nas estrelas é, por sua vez, devolvida ao meio interestelar quando essas estrelas evoluem e morrem.
- 20.6: Matéria interestelar ao redor do Sol
- O Sol está localizado na borda de uma nuvem de baixa densidade chamada Local Fluff. O Sol e essa nuvem estão localizados dentro da Bolha Local, uma região que se estende a pelo menos 300 anos-luz do Sol, dentro da qual a densidade do material interestelar é extremamente baixa. Os astrônomos acham que essa bolha foi soprada por algumas estrelas próximas que sofreram um vento forte e algumas explosões de supernovas.
Miniatura: Esta imagem, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble, mostra o jovem enxame estelar NGC 3603 interagindo com a nuvem de gás da qual se formou recentemente. As estrelas azuis brilhantes do enxame lançaram uma bolha na nuvem de gás. Os restos dessa nuvem podem ser vistos na parte inferior direita da moldura, brilhando em resposta à luz das estrelas que a ilumina. Em suas partes mais escuras, protegidas da forte luz da NGC 3603, novas estrelas continuam a se formar. Embora as estrelas da NGC 3603 tenham se formado apenas recentemente, as mais massivas delas já estão morrendo e ejetando sua massa, produzindo as características azuis do anel e da faixa visíveis na parte superior esquerda da imagem. Assim, esta imagem mostra o ciclo de vida completo das estrelas, desde a formação a partir do gás interestelar, passando pela vida na sequência principal, até a morte e o retorno da matéria estelar ao espaço interestelar. (crédito: modificação do trabalho da NASA, Wolfgang Brandner (JPL/IPAC), Eva K. Grebel (Universidade de Washington), You-Hua Chu (Universidade de Illinois Urbana-Champaign))