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Como é a estrela média? Dica: não é como o nosso Sol

Crédito: NASA Goddard

• Muitas pessoas afirmam que nosso planeta orbita uma 'estrela média'. Mas o Sol é tudo menos mediano.
• Do ponto de vista do censo astronômico, a 'estrela média' tem cerca de metade do tamanho do nosso Sol.
• Isso tem grandes implicações para a vida extraterrestre, já que essas estrelas menores e comuns produzem muito menos energia.

Você escuta isto o tempo todo. Sempre que alguém quiser invocar as vastas extensões do espaço e do tempo, fará alguma afirmação sobre nós, humanos, nos encontrarmos em uma rocha orbitando uma estrela comum. Todo esse meme de estrela comum funciona muito bem se você quiser fazer parecer que não somos nada de especial no Universo. Mas do ponto de vista do censo estelar, isso não é verdade.

O Sol, nosso feliz pai de fusão, simplesmente não é mediano. Entender por que abre a porta para algumas das mais interessantes astrofísicas do Universo: a história da formação estelar.

Formação de estrelas

As estrelas são bolas gigantes de gás hidrogênio (com algum hélio e pequenas quantidades de elementos mais pesados). Quando digo gigante, não estou brincando. O Sol contém cerca de um bilhão, bilhão, bilhão de toneladas de coisas. Isso significa que cada estrela está em guerra com sua própria gravidade, que está tentando incessantemente espremê-la no nada (como um buraco negro). A liberação de energia por meio de reações termonucleares no núcleo fornece o impulso para fora que retém o esmagamento da gravidade. Mas como qualquer estrela entra nesse tipo de equilíbrio? De alguma forma, todo esse gás precisa ser coletado em um só lugar para que as estrelas comecem. Acompanhar essa história é como podemos ver que o Sol não é nada mediano.

As estrelas se formam a partir de nuvens de gás e poeira no meio interestelar (ISM). A maioria das coisas no ISM é bastante tênue, mas há lugares onde o material foi varrido por supernovas e ventos estelares para formar nuvens frias e bastante densas. Chamadas de nuvens moleculares (porque podemos vê-las na luz emitida por coisas como o monóxido de carbono), elas podem se estender por centenas de anos-luz e conter milhões de sóis de gás. Por serem tão frias (como em dez graus acima do zero absoluto), há partes dessas nuvens (vamos chamá-las de cloudlets) que estão prestes a entrar em colapso sob sua própria gravidade se você apenas as cutucar. Uma onda de choque passageira ou mesmo uma colisão com outra nuvem pode ser suficiente para dar vantagem à gravidade.

Ao longo dos próximos milhões de anos, a nuvem começará a encolher. O gás das bordas externas chove no núcleo interno, aumentando as densidades e criando a semente que logo se tornará uma estrela. As temperaturas no núcleo também aumentam à medida que as coisas no centro são espremidas com força por todo o material que se acumula acima dele. Uma vez que as temperaturas no centro sobem acima de alguns milhões de graus, as reações nucleares são ativadas e uma estrela, literalmente, nasce.

Esta história de formação de estrelas é direta e é uma que entendemos muito bem. O que não está incluído na história, no entanto, é o seguinte: Qual o tamanho da estrela que surge no final? Existem estrelas no céu que têm 100 vezes a massa do nosso Sol. Há também estrelas com um décimo da massa do nosso Sol. Que tipo de estrela, em média, devemos esperar sair dessa história de formação estelar?

A resposta pode ser encontrada apenas contando estrelas de massas diferentes. A partir disso, obtemos algo chamado função de massa inicial (IMF – mas não como o banco), que nos diz qual a probabilidade de a formação de estrelas produzir uma estrela de uma massa solar como o Sol em comparação com, digamos, dez estrelas solares. -estrela de massa (do tipo que vai supernova). Onde quer que a função de massa inicial atinja o pico, essa será a verdadeira estrela média no Universo.

Nossa estrela especial

Crédito : Johannes Buchner / Wikipedia, CC BY-SA 4.0

Então, qual é a resposta? Onde o FMI atinge o pico? Não em dez massas solares. Não em uma massa solar (como o Sol). Em vez disso, a função de massa inicial atinge cerca de metade da massa do Sol. O tipo mais comum de estrela a emergir do processo de formação estelar é muito menor que o Sol. Essas estrelas, chamadas de anãs M, não são apenas menos massivas; eles também são menores, com raios cerca de metade do Sol. Eles também são mais frios, com temperaturas de superfície de cerca de 3.600° Kelvin em comparação com os quase 5.600° K do Sol. Finalmente, eles são muito menos brilhantes, brilhando apenas 0,05 vezes mais luz no espaço do que o Sol.

Todos esses fatos são mais do que meras curiosidades astronômicas. Como essas estrelas menores são muito mais numerosas, haverá mais delas perto de nós do que estrelas como o nosso Sol. E já que estamos muito interessados ​​em encontrar planetas com vida no Universo, a semelhança e a proximidade dessas estrelas M significa que elas são os lugares onde faremos a maior parte de nossa caça à vida. Mas pode a vida se formar usando a escassa energia de estrelas tão fracas e frias?

Essa é uma pergunta para outra hora. Hoje, basta ver que a fornalha de fusão gloriosa, brilhante e quente em nosso céu não é realmente mediana.

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