Para entender o que acontece no final da vida de uma estrela semelhante ao sol, ajuda a entender como as estrelas se formam na primeira lugar e como eles brilham. O sol é uma estrela de tamanho médio e, ao contrário de um gigante como Eta Carinae, não sai como uma supernova e deixa um buraco negro no seu rastro. Em vez disso, o sol se tornará uma anã branca e simplesmente desaparecerá.
Formação estelar e sequência principal
Estrelas nascem da poeira intergaláctica. À medida que uma nuvem cheia de poeira e hidrogênio e gás hélio começa a girar lentamente em torno de um núcleo central, o núcleo atrai mais matéria, e a pressão crescente a aquece até que fique quente o suficiente para que o gás hidrogênio se funda em uma reação nuclear. A energia gerada pelas reações de fusão evita colapsos adicionais, e o núcleo se torna uma estrela principal da sequência. Estrelas massivas usam seu hidrogênio rapidamente e podem queimar em apenas 3 milhões de anos. A sequência principal de uma estrela semelhante ao sol, no entanto, é de cerca de 10 bilhões de anos.
A fase gigante vermelha
Quando uma estrela do tamanho do sol consome o hidrogênio em seu núcleo, a fusão para e a temperatura não é alta o suficiente para iniciar a fusão do hélio. A falta de pressão de radiação externa permite que o núcleo se contraia. Como o núcleo está se contraindo e a atração gravitacional enfraquecendo, a camada externa esfria, fica vermelha e começa a se expandir, e a estrela se transforma em um gigante vermelho. Gigantes vermelhos normalmente crescem de 10 a 100 vezes o diâmetro da estrela principal da sequência. Quando o sol entrar em sua fase gigante vermelha, que durará de 1 a 2 bilhões de anos, poderá crescer o suficiente para envolver a Terra.
A Segunda Fase Gigante Vermelha
Como o núcleo de uma gigante vermelha Nos contratos, os elétrons são tão próximos que os princípios da mecânica quântica se tornam importantes. O princípio de exclusão de Pauli determina que dois elétrons não podem ocupar o mesmo estado, e as forças de repulsão se tornam mais fortes que a pressão térmica e independentes da temperatura. Diz-se que a matéria nesse estado é degenerada e permite que reações explosivas ocorram. O hélio no núcleo começa a se fundir em carbono, enquanto o hidrogênio na camada ao redor do núcleo também começa a se fundir em hélio. Essas reações produzem mais pressão externa, fazendo com que a estrela se expanda ainda mais. Esta é a segunda fase do gigante vermelho e dura cerca de um milhão de anos.
A fase da anã branca
O núcleo de um gigante vermelho finalmente chega a um ponto em que, devido aos princípios da mecânica quântica, ele não pode mais entrar em colapso e começa a queimar com uma luz branca azulada, tornando-se uma anã branca. A essa altura, sua massa é semelhante à da estrela original, mas seu diâmetro é aproximadamente do tamanho da Terra, por isso é superdensa. Ele finalmente esfria, se transforma em uma anã negra e fica escura. Embora ainda seja uma anã branca, os gases que formam a camada externa da estrela esfriam e se afastam do núcleo em uma formação conhecida como nebulosa planetária. Exemplos conhecidos incluem as nebulosas do anel e do olho de gato.