Astrônomos antigos pensavam que o Sol era uma bola de fogo, mas agora os astrônomos sabem que é a fusão nuclear acontecendo no núcleo das estrelas que lhes permite produzir tanta energia. Vamos dar uma olhada nas condições necessárias para criar a fusão nuclear nas estrelas e em alguns dos diferentes filhos da fusão que podem continuar.
O núcleo de uma estrela é um ambiente intenso. As pressões são enormes e as temperaturas podem ser superiores a 15 milhões de Kelvin. Mas esse é o tipo de condição necessária para a fusão nuclear. Quando essas condições são atingidas no núcleo de uma estrela, a fusão nuclear converte átomos de hidrogênio em átomos de hélio através de um processo de vários estágios.
Para concluir esse processo, dois átomos de hidrogênio são fundidos em um átomo de deutério. Esse átomo de deutério pode então ser fundido com outro hidrogênio para formar um isótopo leve de hélio - 3Ele. Finalmente, dois dos núcleos de hélio-3 podem ser fundidos para formar um átomo de hélio-4. Toda essa reação é exotérmica e, portanto, libera uma quantidade enorme de energia na forma de raios gama. Esses raios gama devem fazer a longa jornada lenta pela estrela, sendo absorvidos e depois reemitidos de átomo para átomo. Isso reduz a energia dos raios gama ao espectro visível que vemos fluindo da superfície das estrelas.
Esse ciclo de fusão é conhecido como a cadeia próton-próton, e é a reação que ocorre nas estrelas com a massa do nosso Sol. Se as estrelas têm mais de 1,5 massa solar, elas usam um processo diferente chamado ciclo CNO (carbono-nitrogênio-oxigênio). Nesse processo, quatro prótons se fundem usando carbono, nitrogênio e oxigênio como catalisadores.
As estrelas podem emitir energia desde que tenham combustível de hidrogênio em seu núcleo. Quando esse hidrogênio se esgota, as reações de fusão são interrompidas e a estrela começa a encolher e esfriar. Algumas estrelas se transformarão em anãs brancas, enquanto estrelas mais massivas poderão continuar o processo de fusão usando hélio e elementos ainda mais pesados.
Escrevemos muitos artigos sobre estrelas aqui na Space Magazine. Aqui está um artigo sobre uma estrela que interrompeu recentemente suas reações de fusão e aqui está uma estrela que reacendeu suas reações de fusão.
Se você quiser obter mais informações sobre estrelas, consulte os Comunicados de imprensa do Hubblesite sobre estrelas e aqui está a página inicial de estrelas e galáxias.
Gravamos vários episódios de Astronomy Cast sobre estrelas. Aqui estão duas que você pode achar úteis: Episódio 12: De onde vêm as estrelas do bebê e Episódio 13: Para onde as estrelas vão quando morrem?
Referências:
http://www.jet.efda.org/fusion-basics/what-is-fusion/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/procyc.html
http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/olson1/
