Por que existem tantos tipos diferentes de estrelas?

Dois fatores resultam em tantos tipos diferentes de estrelas: o tamanho das nuvens das quais elas nascem e os tipos de elementos que elas contêm.

O Aglomerado Jewel Box (NGC 4755) abriga uma grande coleção de estrelas novas e antigas. Crédito: ESO/Y. Beletsky 

Quais são os fatores que resultam em tantos tamanhos e classes diferentes de estrelas? 

Kenton Bowers - Pahrump, Nevada

Para entender como classificamos e diferenciamos as estrelas que vemos no céu, primeiro precisamos entender como elas nascem e mudam ao longo de suas vidas.

A formação estelar começa com uma nuvem massiva de gás frio e poeira. O gás e a poeira começam a se aglomerar e, à medida que um único aglomerado aumenta de tamanho, sua gravidade fica mais forte. Ele continua acumulando material ao seu redor até que sua gravidade se torna tão forte que ele colapsa sobre si mesmo, como um castelo de areia construído tão alto que não consegue suportar seu próprio peso. À medida que esse colapso acontece, o interior do aglomerado, agora enorme, começa a aquecer devido à pressão das toneladas e toneladas de material sobre ele.

Como e quando esse colapso começa depende da massa total da nuvem de gás e poeira e dos tipos de elementos presentes nela. Comparada a uma nuvem menor, uma nuvem mais massiva pode produzir estrelas ainda mais massivas — e um número maior delas. Uma nuvem com muitos metais (definidos pelos astrônomos como elementos mais pesados que o hélio) pode produzir estrelas massivas com altas concentrações desses elementos e produzi-las rapidamente, enquanto nuvens com mais hidrogênio e hélio tendem a produzir estrelas menores mais lentamente.

A estrela bebê que nasce de uma dessas nuvens tem tamanho, massa, temperatura e composição elementar muito específicos, com base no colapso. Uma vez que o núcleo desta estrela se aquece o suficiente para começar a fundir hidrogênio em hélio, nós a definimos como uma estrela da sequência principal, que inclui aquelas como o nosso Sol. À medida que a estrela envelhece e evolui, sua massa e composição elementar ainda desempenham um papel importante.

Estrelas maiores fundem elementos em seus núcleos muito mais rápido do que as menores, fazendo com que fiquem sem combustível mais cedo e, portanto, morram mais cedo. Elas são a versão da astronomia de "viva rápido, morra jovem". Estrelas com muitos elementos pesados também tendem a evoluir mais rapidamente do que estrelas com menos elementos pesados e podem perder grande parte de sua massa ao longo de suas vidas. Essa combinação de processos torna cada estrela um pouco diferente (tamanho, temperatura, brilho, etc.), o que nos leva à classificação das estrelas. 

Então, para encurtar a história, os dois principais fatores que resultam em tantos tipos diferentes de estrelas e determinam como as classificamos são o tamanho das nuvens moleculares das quais as estrelas nascem e quais tipos de elementos estão dentro delas.

Jessica Ranshaw, estudante de pós-graduação em astronomia, Universidade de Indiana, Bloomington, Indiana

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