O que são estrelas gigantes?

Estrelas gigantes são estrelas enormes com um raio e luminosidade muito maiores de uma estrela de sequência principal com uma temperatura de superfície semelhante. As estrelas da sequência principal têm um núcleo misto, composto de hidrogênio e hélio. Estrelas gigantes têm um núcleo feito de hélio ou elementos ainda mais pesados, como o carbono. Isso ocorre porque estrelas gigantes começaram a esgotar porções substanciais de seu combustível de hidrogênio.

A fase gigante é inevitável para qualquer estrela com mais de 0,4 massa solar. Estrelas com entre 0,4 e 0,5 massa solar acumulam hélio em seu núcleo à medida que envelhecem e, eventualmente, um núcleo de hélio puro se acumula, mas falta a pressão e a temperatura para fundir o hélio. O hidrogênio na periferia do núcleo forma uma concha de atividade de fusão rápida, porque a gravidade maciça do núcleo está comprimindo hidrogênio nele. O tamanho da estrela se expande e se torna muito mais difuso. Quando o Sol se tornar um gigante vermelho em cinco bilhões de anos, sua superfície alcançará onde está a órbita da Terra hoje.

Estrelas com mais de 0,5 massa solar podem fundir núcleos de hélio em oxigênio e carbono através do processo alfa triplo. Embora o núcleo deva atingir uma temperatura de 10 ⁸ K antes da ignição, quando isso acontece, produz um excesso de energia, o que aumenta o tamanho do núcleo, diminuindo a pressão na carcaça de construção de hidrogênio. Isso retarda as reações de fusão e diminui de maneira intuitiva o tamanho e a temperatura da estrela. Assim, uma estrela mais massiva acaba menos luminosa que uma estrela menos massiva. Tais estrelas fazem parte do chamado ramo Horizontal, porque em um gráfico de luminosidade contra o tipo espectral elas formam uma linha horizontal.

Se for menor que 8 massas solares, mas maior que 0,5, a estrela acumulará carbono em seu núcleo e começará a fundir hélio em uma concha fora do núcleo. Torna-se um "ramo gigante assintótico" ou estrela AGB à medida que a fusão de hélio acelera e balança sua estrela hospedeira. Estes podem criar estrelas supergigantes e hipergigantes.

Para estrelas com mais de 8 massas solares, os núcleos se fundem até o ferro. Quando uma estrela assim acumula um núcleo de ferro maior que 1,44 massas solares, começa o colapso do núcleo. As conchas de elétrons mutuamente repulsivas ao redor dos núcleos de ferro não se repelem sob a grande pressão e temperatura, e começam a se fundir em outro estado da matéria chamado neutrônio, composto por nêutrons atolados em um núcleo atômico gigantesco do tamanho de uma cidade. .

À medida que as reações de fusão no núcleo cessam, a estrela falha em produzir energia suficiente para neutralizar sua própria gravidade e entra em colapso. À medida que os elementos leves caem para dentro, eles refletem o núcleo de neutrônio quase incompressível. O retorno é suficiente para enviar o manto da estrela explodindo para o espaço a milhares de quilômetros por hora. Esse evento é chamado de supernova e é como os elementos mais pesados ​​que o ferro são criados.

O restante é o que é chamado de remanescente estrela ou estrela de nêutrons. Uma colher de chá de sua matéria pesa dois milhões de toneladas.