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    Sobre a fusão nuclear nas estrelas

    A fusão nuclear é a alma das estrelas e um processo importante para entender como o universo funciona. O processo é o que alimenta nosso próprio Sol e, portanto, é a fonte raiz de toda a energia na Terra. Por exemplo, nossa comida é baseada em comer plantas ou comer coisas que comem plantas, e as plantas usam a luz solar para fazer comida. Além disso, praticamente tudo em nossos corpos é feito de elementos que não existiriam sem a fusão nuclear.

    Como a fusão começa?

    A fusão é um estágio que acontece durante a formação de estrelas. Isso começa no colapso gravitacional de uma nuvem molecular gigante. Essas nuvens podem abranger várias dúzias de anos-luz cúbicos de espaço e conter grandes quantidades de matéria. Quando a gravidade colapsa a nuvem, ela se fragmenta em pedaços menores, cada um centrado em torno de uma concentração de matéria. À medida que essas concentrações aumentam em massa, a gravitação correspondente e, com isso, todo o processo se acelera, com o próprio colapso criando energia térmica. Eventualmente, essas peças se condensam sob o calor e a pressão em esferas gasosas chamadas proto-estrelas. Se uma protostar não concentra massa suficiente, ela nunca alcança a pressão e o calor necessários para a fusão nuclear, e se torna uma anã marrom. A energia que sobe da fusão ocorrendo no centro alcança um estado de equilíbrio com o peso da matéria da estrela, impedindo o colapso adicional mesmo em estrelas supermassivas.

    Stellar Fusion

    A maior parte do que faz uma estrela é o gás de hidrogênio, junto com algum hélio e uma mistura de oligoelementos. A enorme pressão e calor no núcleo do Sol é suficiente para causar a fusão do hidrogênio. A fusão de hidrogênio engloba dois átomos de hidrogênio juntos, resultando na criação de um átomo de hélio, nêutrons livres e uma grande quantidade de energia. Este é o processo que cria toda a energia liberada pelo Sol, incluindo todo o calor, luz visível e raios UV que eventualmente chegam à Terra. O hidrogênio não é o único elemento que pode ser fundido dessa maneira, mas elementos mais pesados ​​exigem sucessivamente quantidades maiores de pressão e calor.

    Ficando sem hidrogênio

    Eventualmente estrelas começam a ficar sem hidrogênio que fornece o combustível básico e mais eficiente para a fusão nuclear. Quando isso acontece, a energia crescente que estava sustentando o equilíbrio estava impedindo a condensação da estrela, causando uma nova fase de colapso estelar. Quando o colapso coloca pressão suficiente sobre o núcleo, uma nova rodada de fusão é possível, desta vez queimando o elemento mais pesado de hélio. Estrelas com menos de metade do Sol não têm o poder de fundir o hélio, e tornam-se anãs vermelhas.

    Fusão contínua: estrelas de tamanho médio

    Quando uma estrela começa a fundir o hélio na atmosfera. núcleo, a produção de energia aumenta em relação à do hidrogênio. Esta maior saída empurra as camadas externas da estrela para fora, aumentando seu tamanho. Ironicamente, essas camadas externas agora estão longe o suficiente de onde a fusão está ocorrendo para esfriar um pouco, transformando-as de amarelas para vermelhas. Essas estrelas se tornam gigantes vermelhas. A fusão do hélio é relativamente instável e as flutuações de temperatura podem causar pulsações. Cria carbono e oxigênio como subprodutos. Essas pulsações têm o potencial de soprar as camadas externas da estrela em uma nova explosão. Uma nova pode, por sua vez, criar uma nebulosa planetária. O núcleo estelar remanescente irá esfriar gradualmente e formar uma anã branca. Este é o provável fim para o nosso próprio Sol.

    Fusão Contínua: Grandes Estrelas

    Estrelas maiores têm mais massa, o que significa que quando o hélio se esgota, elas podem ter uma nova rodada de colapso. e produzir a pressão para iniciar uma nova rodada de fusão, criando elementos ainda mais pesados. Isso pode continuar até que o ferro seja atingido. O ferro é o elemento que divide elementos que podem produzir energia em fusão daqueles que absorvem energia em fusão: o ferro absorve um pouco de energia na sua criação. Agora a fusão está drenando, ao invés de criar energia, embora o processo seja desigual (a fusão de ferro não estará acontecendo universalmente no núcleo). A mesma instabilidade de fusão nas estrelas supermassivas pode fazer com que elas ejetem suas camadas externas de maneira semelhante às estrelas regulares, com o resultado sendo chamado de supernova.

    Stardust

    Uma consideração importante na mecânica estelar é Tudo o que importa no universo mais pesado que o hidrogênio é o resultado da fusão nuclear. Elementos verdadeiramente pesados, como ouro, chumbo ou urânio, só podem ser criados através de explosões de supernovas. Portanto, todas as substâncias com as quais estamos familiarizados na Terra são compostos construídos a partir dos escombros de algum passado estelar.

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