O Universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos. Já é um número impressionante, mas irrisório comparado à vida potencial de certas estrelas. Enquanto as gigantes azuis brilham intensamente e se apagam em alguns milhões de anos, outra família de astros pode atingir a imortalidade. Como isso é possível? A resposta está no próprio motor das estrelas: a fusão nuclear.
Uma estrela vive enquanto transforma hidrogênio em hélio em seu núcleo. A massa do astro dita o ritmo dessa combustão. Quanto mais massiva é uma estrela, maior é sua pressão interna e mais rápida e violenta é a fusão. Ao contrário, as estrelas mais leves, as anãs vermelhas, consomem seu combustível com extrema parcimônia. Sua vida pode, então, atingir milhares de bilhões de anos, mil vezes a idade atual do Universo.
Os modelos astrofísicos de estrutura estelar, cujos fundamentos remontam aos trabalhos de Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) e que hoje são aprimorados por códigos de simulação como o MESA, estimam que uma anã vermelha de 0,1 massa solar pode queimar pacificamente por mais de 6.000 bilhões de anos. Esse resultado decorre de uma relação simples, mas formidável: a vida de uma estrela (t) é proporcional às suas reservas de combustível (sua massa M) divididas pela velocidade com que as consome (sua luminosidade L): \( t \sim \frac{M}{L} \)
A luminosidade de uma estrela aumenta muito rapidamente com sua massa, de acordo com a relação empírica \( L \propto M^4 \). Combinando as duas, obtemos: \( t \propto \frac{M}{M^4} = M^{-3} \)
Uma estrela dez vezes menos massiva que o Sol viveria, portanto, cerca de \( 10^3 = 1.000 \) vezes mais, o que já coloca sua vida na casa dos milhares de bilhões de anos. Acrescentando o fato de que as anãs vermelhas são totalmente convectivas, utilizando quase a totalidade de suas reservas de hidrogênio — onde o Sol consome apenas uma fração —, atingimos facilmente fatores de 1.000 a 10.000 em relação à vida do Sol.
| Tipo estelar | Massa (M☉) | Duração de vida (anos) | Exemplo de estrela | Particularidade |
|---|---|---|---|---|
| Gigante azul | ~ 20 | ~ 8 milhões | Rigel (β Orionis) | Uma das estrelas mais brilhantes do céu, embora distante. |
| Gigante azul | ~ 15 | ~ 15 milhões | Spica (α Virginis) | Estrela binária massiva cujo componente principal é muito quente. |
| Gigante azul | ~ 10 | ~ 30 milhões | Alnilam (ε Orionis) | Estrela central do Cinturão de Órion, terminará em supernova. |
| Estrela massiva | ~ 8 | ~ 100 milhões | Naos (ζ Puppis) | Estrela de tipo espectral O, extremamente quente e luminosa. |
| Estrela intermediária | ~ 3 | ~ 500 milhões | Mintaka (δ Orionis) | Estrela múltipla, cuja massa ainda é suficiente para uma vida relativamente breve. |
| Estrela amarelo-branca | ~ 1,8 | ~ 2 bilhões | Sírius A (α Canis Majoris) | A estrela mais brilhante do céu noturno, mais massiva que o Sol. |
| Estrela amarela | ~ 1 | ~ 10 bilhões | Sol | Nossa estrela, referência para todas as comparações. |
| Anã laranja | ~ 0,7 | ~ 25 bilhões | Alpha Centauri B | Companheira da vizinha mais próxima do Sol, com uma vida mais longa que a nossa estrela. |
| Anã vermelha | ~ 0,4 | ~ 200 bilhões | Gliese 581 | Famosa por seu sistema planetário, incluindo Gliese 581c. |
| Anã vermelha | ~ 0,12 | ~ 6.000 bilhões | Próxima Centauri (GJ 551) | A estrela mais próxima do Sol (4,22 al), muito ativa apesar de sua baixa massa. |
N.B.: Abaixo do limite (0,08 M☉), o objeto não tem pressão e temperatura internas suficientes para iniciar e manter a fusão de hidrogênio em hélio. Trata-se, então, de uma anã marrom, às vezes chamada de "estrela falhada".
O que será dessas estrelas frugais no final de suas vidas, em um futuro tão distante que todas as outras estrelas já terão se apagado há muito tempo? Seu fim será sem brilho: elas se contrairão lentamente sobre si mesmas, sem explosão, sem sobressalto.
À medida que seu hidrogênio se esgotar, elas se transformarão em anãs brancas de hélio, cadáveres estelares que não produzirão mais nenhuma energia por fusão. Esses cadáveres estelares irradiarão seu calor residual no vazio, resfriando até se tornarem anãs negras: objetos frios, densos e invisíveis, cuja existência ainda é puramente teórica, pois o Universo não é velho o suficiente para ter produzido uma sequer.
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