Astrofísica Estelar IV (Gigantes e Anãs)

Antares - Estrela Vermelha Supergigante

Tendo o Sol como padrão de medida - em estrela anã amarela - em face a toda a variante de estrelas em tamanho, massa e temperatura, haverá a verdadeira dimensão dessas outras supergigantes (como Aldebarã ou Antares) que chegam a ser 30 mil vezes mais brilhantes do que este nosso Sol? De incomensuráveis diâmetros em si, energia e luminosidade, serão estas estrelas os corações estelares de um «Deus» ou ser supremo que tudo alumia no Universo?

Que força impulsionadora é então esta que magnífica e transbordantemente se expande por todo o Cosmos, sugestionando-nos um espectáculo único de imensidão e festejo astrofísico que sempre nos surpreende a cada descoberta que se faz neste?! Que mais haverá no escuro breu, para lá do brilho intenso destas Gigantes e Anãs que todo o Universo exulta, impressionante e inexoravelmente para além (também) do nosso próprio conhecimento humano? E quão maravilhoso será...(ou seria) se o pudéssemos hoje saber...

Gigantes e Anãs
As Estrelas não podem ser adequadamente classificadas apenas pelo Grupo Espectral. Embora a temperatura constitua uma forma óbvia de diferenciar as estrelas, não nos dá qualquer indicação dos seus tamanhos.
As Estrelas que fazem a combustão do hidrogénio variam entre cerca de um décimo do raio de Sol e cerca de 100 raios solares! À medida que as estrelas envelhecem, algumas crescem até atingir um raio 1000 vezes superior ao do Sol.
As Massas Estelares vão desde 0,08 vezes a massa do Sol até 100 massas solares. É invulgar, porém, que uma estrela tenha mais de 10 vezes a massa do Sol. Duas estrelas da mesma temperatura mas de tamanhos diferentes possuem luminosidades diferentes, que surgem então como alterações subtis nas suas Linhas Espectrais. Para classificar essas diferenças, usa-se um sistema de 5 classes de luminosidade.


Diagrama de Hertzprung-Russell

Sequência Principal/Diagrama de Hertzprung-Russell
Referente às 5 classes de luminosidade há a registar: As Estrelas do Grupo I são supergigantes, as do Grupo II são gigantes brilhantes, as do Grupo III são gigantes, as do Grupo IV são são subgigantes e as do Grupo V são as estrelas da «sequência principal».
A Classificação da Sequência Principal inclui as estrelas anãs dos últimos grupos espectrais (G, K, M) que fazem a combustão do hidrogénio, como acontece com o nosso Sol - uma estrela anã amarela de classificação espectral G2.
Qualquer estrela da Sequência Principal com uma classificação K ou M é uma Estrela Anã Vermelha! As Anãs Brancas são remanescentes estelares e não estão incluídas neste esquema.

A Expressão «Sequência Principal» deriva assim de um padrão detectado quando os Astrónomos criaram um diagrama único no qual traçaram as características das estrelas conhecidas. Este diagrama chama-se: Diagrama de Hertzprung-Russell. Relaciona então a luminosidade de uma estrela com a sua temperatura.
Todas as estrelas do Céu Nocturno podem desta forma ser colocadas no diagrama de Hertzprung-Russell. Concebido independentemente por Ejnar Hertzprung e por Henry Norris na década de 1920, trata-se de um gráfico que relaciona o brilho de uma estrela com a sua classificação espectral. A maioria das estrelas - corpos estáveis e de «meia-idade» como a Sírio - situam-se numa curva em forma de S que vai do canto superior esquerdo ao canto inferior direito. A este conjunto dá-se então o nome de «Sequência Principal».
As Estrelas maiores situam-se no campo superior direito do diagrama. As Anãs Vermelhas ainda fazem parte da Sequência Principal. As Anãs Brancas são os núcleos densos de estrelas de pouca massa que entraram em colapso no final das suas vidas.


Sírio (ou Sirius) - a estrela mais brilhante do céu nocturno - Estrela Branca, brilhante, da constelação do Cão Maior. A 8,7 anos-luz de distância da Terra, é a sexta estrela mais próxima de nós.

No Domínio das Estrelas...
O Sol reside no diagrama de Hertzprung-Russell no ponto onde uma luminosidade solar se cruza com a temperatura de 5800 K, a temperatura da Fotosfera do Sol. Se se colocarem outras estrelas no diagrama, torna-se imediatamente aparente que, a maioria, se situa então numa faixa em forma de S como já se referiu, e que se estende das Estrelas Anãs Vermelhas de baixa luminosidade - no canto inferior direito do diagrama (para cima) - passando pela posição do Sol, até ás Estrelas Azuis de elevada luminosidade, no canto superior esquerdo.
Esta, é de facto a Sequência Principal, na qual as estrelas passam a maior parte das suas carreiras. A Sequência Principal corresponde então à tal «meia-idade» estável da combustão de hidrogénio.

À medida que as Estrelas envelhecem, começam a afastar-se da Sequência Principal. Acontece assim porque a sua luminosidade é provocada pela energia libertada no seu núcleo pela Fusão Nuclear do hidrogénio e do hélio.
Quando a Combustão de Hidrogénio cessa e a do Hélio se inicia, têm então lugar mudanças na quantidade de energia libertada pela estrela. Esta mudança interna faz com que a condição exterior da estrela também mude e comece a alterar a sua própria luminosidade, assim como a sua temperatura.
A sua Luminosidade cresce, mas a sua temperatura desce; por isso desloca-se para a parte superior direita do diagrama de Hertzprung-Russell. Este é o domínio das... Estrelas Gigantes Vermelhas! É aí que se situam as estrelas velhas nos estádios finais da sua história. Tal como um lar para idosos, malgrado a comparação terrestre, todos nos refugiamos um dia (estrelas ou não) num circuito muito mais exíguo, fixo ou simplesmente calmo, rebrilhando sim, ainda que a temperatura (à semelhança das estrelas) também em nós, humanos, arrefeça.
Voltando às estrelas, a seguir ao final de toda a Reacção Nuclear, a maioria das estrelas termina no canto inferior direito do diagrama, onde as Anãs Brancas, os remanescentes Estelares, se situam.

Em referência à imagem de Sírio, considerada a estrela mais brilhante do céu nocturno e, sob uma observação mais cuidadosa, poder-se-à saber que se trata, na realidade, de uma estrela dupla com uma anã branca por companheira , com uma diferença de massa de 2,5 para 1.
Sírio apresenta assim um espectro do Tipo A, sendo 26 vezes mais luminosa que o nosso Sol!


Antares e as suas nuvens (NASA)

Antares e Aldebarã
As Estrelas supergigantes e gigantes como Antares e Aldebarã são maiores e muito mais brilhantes do que o Sol. - Aldebarã é aproximadamente 25 vezes maior e 200 vezes mais brilhante, mas também é mais fria.
Antares tem cerca de metade da temperatura do Sol, com cerca de 3000 K à sua superfície. Situada na Sequência Principal com o Sol, Algoz, uma estrela do Tipo B, é cerca de 7 vezes maior que o Sol, mas muito mais quente e brilhante: cerca de 11.000 K e cem vezes mais luminosa.
As Anãs Brancas - como a Sírio B - são muito pequenas, mais ou menos do tamanho da Terra, e bastante quentes (cerca de 10.000 K), contudo, são também 1000 vezes menos luminosas que o Sol!

Antares possuindo em si um diâmetro 850 vezes o diâmetro do Sol, esta supergigante Estrela Vermelha, consegue ser 15 vezes mais massiva e 10.000 vezes mais brilhante do que esta nossa anã amarela, vulgo Sol. É considerada a estrela mais brilhante na Constelação de Escorpião e uma das mais brilhantes do nosso Céu!

Localizada a cerca de 550 anos-luz da Terra, Antares é vista nesta imagem em exímia observação como sendo rodeada por uma nebulosa gasosa amarelada que foi provocada por ela mesma.
A Radiação das Estrelas Azuis - companheiras de Antares - ajudam assim o gás a expandir-se. Antares é antes de mais, uma supergigante vermelha que, situando-se no canto superior direito do diagrama de Hertzprung-Russell, se conta entre uma das muitas e maiores estrelas do Céu, com diâmetros 500 vezes maiores que o do Sol! Podem inclusive ser 30.000 vezes mais brilhantes, embora apresentem (como no caso de Antares) temperaturas superficiais baixas, da ordem dos 3000 K. Também são muito menos densas que as outras estrelas, todas estas supergigantes.

Havendo a sublimação máxima de uma entidade estelar que tudo governa, só nos cabe reportar o que os Astrónomos até ao momento evocam de incomparável beleza e conhecimento cosmológico e astrofísico. Entre outras áreas, sob esta mesma perspectiva da infinitude estelar que sobre as nossas cabeças paira em espectáculo surpreendente...

O conhecimento é lato e inextinguível, se lato, denso e forte for a nossa sede desse mesmo conhecimento que, além as estrelas, além o firmamento, todos possamos fazer em nós. E por nós, Humanidade. Como diria Guth, chefe e líder da Teoria da Inflação do Universo:
«O Universo observável parece assim consistente do Início ao Fim!»

Ou, como no Antigo Egipto terão certa vez referido que, o Universo, não é mais do que o «Khat, Khu e Ka em corpo, mente e espírito, respectivamente, sobre o Ba (alma), o Khay bet (plasma/ o «eu») e Akh (etéreo). Ou seja, o fazedor, o conhecedor e o pensador numa condição física, mental e espiritual de todo um Conhecimento, Sabedoria e Compreensão; na Terra e fora desta!

A Humanidade olha para as estrelas e elas olham-nos igualmente...numa centelha de vida esfuziante e maravilhosa (Sekhem) que é simultaneamente nascimento e morte, tanto das estrelas como do nosso próprio ciclo de vida em permanente amostragem evolutiva de uma só ascensão: a estelar! Pois que as estrelas nos acompanhem nessa vida, nessa morte que o não é, além as estrelas!