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Quão grande o Sol se tornará quando morrer?

Nosso Sol continuará a crescer, tornando-se uma gigante vermelha e depois uma nebulosa planetária. Aqui está o quão grande ele vai ficar.

A Nebulosa da Hélice, mostrada aqui, oferece uma prévia potencial da combinação nebulosa planetária/anã branca que nosso Sol um dia se tornará aproximadamente daqui a 8 bilhões de anos. Esta nebulosa, em si, tem atualmente entre 3 e 4 anos-luz de diâmetro, e nosso Sol pode eventualmente atingir um tamanho ainda maior. (Crédito: NASA, ESA, C.R. O'Dell (Vanderbilt University) e M. Meixner, P. McCullough)

Principais conclusões

• Quando nosso Sol ficar sem combustível de hidrogênio em seu núcleo, ele se expandirá, envolvendo Mercúrio, Vênus e talvez até a Terra.
• Quando ficar sem hélio em seu núcleo, no entanto, criará uma nebulosa planetária com muitos anos-luz de diâmetro.
• A matéria do Sol se estenderá por cerca de 5 anos-luz antes de terminar de morrer: muito maior do que se sabia anteriormente.

Embora brilhe quase perfeitamente constantemente, o Sol muda imperceptivelmente ao longo do tempo.

Uma erupção solar do nosso Sol, que ejeta matéria para longe de nossa estrela-mãe e para o Sistema Solar, pode desencadear eventos como ejeções de massa coronal. Embora as partículas normalmente levem cerca de 3 dias para chegar, os eventos mais energéticos podem atingir a Terra em menos de 24 horas e podem causar o maior dano à nossa infraestrutura eletrônica e elétrica. (Crédito: NASA/Solar Dynamics Observatory/GSFC)

A cada segundo, seu núcleo converte mais de 4 milhões de toneladas de massa em energia.

Este corte mostra as várias regiões da superfície e do interior do Sol, incluindo o núcleo, que é onde ocorre a fusão nuclear. Com o passar do tempo, a região do núcleo onde ocorre a fusão nuclear se expande, fazendo com que a produção de energia do Sol aumente. ( Crédito : Wikimedia Commons/KelvinSong)

Com o tempo, o núcleo cresce, gerando aumentos na produção de energia, luminosidade e – muito lentamente – tamanho também.

As mudanças na luminosidade, raio e temperatura de uma estrela de uma massa solar ao longo de sua vida, desde o início da fusão nuclear em seu núcleo há 4,56 bilhões de anos até sua transição para uma gigante vermelha de pleno direito, que é o começo do fim para estrelas semelhantes ao Sol. ( Crédito : RJHall/Wikimedia Commons)

Hoje, o Sol ainda em crescimento é cerca de 14% maior do que no nascimento.

Os tamanhos atuais dos planetas, hoje, permanecem inalterados em comparação com seus tamanhos há 4,5 bilhões de anos, nos estágios iniciais do Sistema Solar. O Sol, no entanto, cresceu por uma margem significativa ao longo desse tempo. Nos estágios iniciais do nosso Sistema Solar, você poderia alinhar apenas 96 Terras ao longo do diâmetro do Sol. Hoje, você pode colocar 109 Terras lá: um aumento de ~ 14%. ( Crédito : NASA/Instituto Lunar e Planetário)

Depois de mais ~ 5 bilhões de anos, torna-se uma subgigante, expandindo-se para dobrar seu tamanho atual.

Quando as estrelas fundem hidrogênio com hélio em seu núcleo, elas vivem ao longo da sequência principal: a linha serpenteante que vai do canto inferior direito ao canto superior esquerdo. À medida que seus núcleos ficam sem hidrogênio, eles se tornam subgigantes: mais quentes, mais luminosos, mais frios e maiores. Procyon, a 8ª estrela mais brilhante do céu noturno, é uma estrela subgigante. ( Crédito : Richard Powell)

Cerca de 2,5 bilhões de anos depois, ela se torna uma gigante vermelha, fundindo hélio internamente.

Após sua formação, há cerca de 4,6 bilhões de anos, o raio do Sol cresceu aproximadamente 14%. Ele continuará a crescer, dobrando de tamanho quando se tornar uma subgigante, mas aumentará de tamanho em mais de 100 vezes quando se tornar uma verdadeira gigante vermelha em mais 7-8 bilhões de anos, no total. ( Crédito : ESO/M. Kornmesser)

Alcançará ~ 300 milhões de km de diâmetro, envolvendo Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra também.

À medida que o Sol se torna uma verdadeira gigante vermelha, a própria Terra pode ser engolida ou engolida (Mercúrio e Vênus definitivamente o farão), mas certamente será torrada como nunca antes. As camadas externas do Sol aumentarão para mais de 100 vezes seu diâmetro atual, mas os detalhes exatos de sua evolução e como essas mudanças afetarão as órbitas dos planetas ainda têm grandes incertezas. ( Crédito : Fsgregs/Wikimedia Commons)

Mas o Sol atinge a verdadeira enormidade ao completar sua fase de gigante vermelha.

A estrela gigante vermelha moribunda, R Sculptoris, exibe um conjunto muito incomum de material ejetado quando visto em comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos: revelando uma estrutura espiral. Acredita-se que isso se deva à presença de um companheiro binário: algo que nosso próprio Sol não possui, mas que aproximadamente metade das estrelas do Universo possuem. ( Crédito : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / M. Maercker et ai.)

Depois de atingir o ramo gigante assintótico, os ventos expelem quase todo o hidrogênio restante.

Esta nebulosa bipolar compacta e simétrica com pontas em forma de X é conhecida por ter um sistema binário em seu núcleo e está no final de sua fase de vida de ramo gigante assintótico. Ela começou a formar uma nebulosa pré-planetária, e sua forma incomum é causada por uma combinação de ventos, fluxos, material ejetado e o binário central em seu núcleo. ( Crédito : H. Van Winckel (KU Leuven), M. Cohen (UC Berkeley), H. Bond (STScI), T. Gull (GSFC), ESA, NASA)

Fluxos, companheiros e ventos moldam, chocam e colidem esse material ejetado estelar.

Perto do fim da vida de uma estrela parecida com o Sol, ela começa a explodir suas camadas externas nas profundezas do espaço, formando uma nebulosa protoplanetária como a Nebulosa do Ovo, vista aqui. Suas camadas externas ainda não foram aquecidas a temperaturas suficientes pela estrela central, em contração, para criar uma verdadeira nebulosa planetária. ( Crédito : NASA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA), Telescópio Espacial Hubble/ACS)

A matéria atinge a nuvem de Oort, iluminada como uma nebulosa pré-planetária.

Quando a estrela central aquece a temperaturas de ~ 30.000 K, torna-se quente o suficiente para ionizar o material anteriormente ejetado de uma estrela moribunda, criando uma verdadeira nebulosa planetária. Aqui, o NGC 7027 cruzou recentemente esse limite e ainda está se expandindo rapidamente. Com apenas ~0,1 a 0,2 anos-luz de diâmetro, é uma das menores e mais jovens nebulosas planetárias conhecidas. ( Crédito : NASA, ESA e J. Kastner (RIT))

O núcleo se contrai e aquece ainda mais, eventualmente ionizando o material expelido.

Normalmente, uma nebulosa planetária aparecerá semelhante à Nebulosa do Olho de Gato, mostrada aqui. Um núcleo central de gás em expansão é iluminado brilhantemente pela anã branca central, enquanto as regiões externas difusas continuam a se expandir, iluminadas muito mais fracamente. O halo estendido de matéria além da nebulosa planetária típica foi formado ao longo de ~ 100.000 anos, devido ao material ejetado anteriormente. A nebulosa inteira abrange ~ 4 anos-luz. ( Crédito : Nordic Optical Telescope e Romano Corradi (Isaac Newton Group of Telescopes, Espanha))

Esta brilhante fase de nebulosa planetária dura aproximadamente 10.000 a 20.000 anos.

Desde seus primórdios até sua extensão final antes de desaparecer, as estrelas crescerão do tamanho do Sol para o tamanho de uma gigante vermelha (a órbita da Terra) até aproximadamente 5 anos-luz de diâmetro, normalmente. A maior nebulosa planetária conhecida pode atingir aproximadamente o dobro desse tamanho, até ~10 anos-luz de diâmetro. ( Crédito : Ivan Bojičić, Quentin Parker e David Frew, Laboratório de Pesquisa Espacial, HKU)

As nebulosas planetárias crescem ao longo do tempo, atingindo cerca de 5 anos-luz de diâmetro.

Uma das maiores nebulosas planetárias conhecidas com quase 10 anos-luz de diâmetro, Sharpless 2-188 ainda está se expandindo, mas não é tão assimétrica quanto parece. Sua velocidade rápida em relação ao meio interestelar, que também está cheio de gás, dá a aparência assimétrica, mas a nebulosa em si tem uma forma quase esférica. ( Crédito : T. A. Reitor/Universidade do Alasca Anchorage, H. Schweiker/WIYN e NOIRLab/NSF/AURA)

Finalmente, o material esfria, tornando-se neutro, invisível e desaparecendo.

Esta animação mostra quão significativo o desvanecimento da Nebulosa da Arraia tem sido desde 1996. Observe a estrela de fundo, logo à esquerda superior da anã branca central, que permanece constante ao longo do tempo, o que confirma que a própria nebulosa está diminuindo significativamente. ( Crédito : NASA, ESA, B. Balick (Universidade de Washington), M. Guerrero (Instituto de Astrofísica da Andaluzia) e G. Ramos-Larios (Universidade de Guadalajara))

Juntando-se ao meio interestelar, esse material expelido contribui para futuras gerações estelares e planetárias.

O meio interestelar, normalmente invisível, exceto pela luz que absorve, pode se iluminar refletindo a luz das estrelas ou sendo excitado e emitindo sua própria luz. Aqui, o meio interestelar previamente enriquecido é revelado pelas novas estrelas quentes em um jovem aglomerado central de estrelas. ( Crédito : Observatório Gemini/AURA; Travis Reitor/Universidade do Alasca-Anchorage)

Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.

Neste artigo Espaço e Astrofísica

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