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Júpiter é uma estrela que falhou?



            É muito comum ouvirmos que Júpiter é uma estrela que falhou. ´Um pouco mais e teríamos um sistema de duas estrelas´. Mas isso é bastante incorreto, especialmente quando levamos em conta o processo de formação desse planeta e o seu tamanho supervalorizado.

          Sim, Júpiter é grande. Mesmo se somássemos a massa de todos os outros planetas do nosso Sistema Solar, o gigante gasoso ainda teria 2,5 vezes mais massa do que o conjunto! Sua famosa tempestade ´perpétua´ (a qual pode ser vista na figura abaixo - o ´olho´ na parte inferior da representação de Júpiter), e conhecida como a ´Grande Mancha Vermelha´, possui de 24 mil a 40 mil km de extensão, podendo abrigar dois ou três planetas com o diâmetro da Terra dentro dela! Mas mesmo nessas proporções titânicas, Júpiter só possui um milésimo da massa solar (figura do título). E olha que o Sol é uma das menores estrelas ativas que se conhece! Esse é o primeiro erro: faltava muita massa de hélio e hidrogênio para Júpiter ser considerado, sequer, uma estrela falha, como as famosas Anãs Marrons.

Júpiter é grande, cheio de hidrogênio e hélio, mas não é uma estrela falha


            O segundo fator é o processo de formação. Todas as estrelas nascem do colapso de densas nuvens de gás e poeira interestelar. Por causa de rotações gravitacionais, essas nuvens formam discos achatados que cercam o centro de crescimento das estrelas. Depois que a estrela fica próxima da sua massa central, basicamente composta de hidrogênio e hélio, a qual cresce devido ao acréscimo desses gases presentes na vizinhança pela ação do disco, o material que sobra nesse disco ´fôrma´ é liberado e é usado para formar os planetas e outros corpos celestes que irão circundar essa estrela. Pronto, está formado um sistema. E Júpiter se encaixa nesse último processo, junto com os outros planetas.

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          Normalmente, os sistemas costumam apresentar de duas a três estrelas em cada um deles (1). Nosso Sistema Solar é uma raridade no Cosmo. Devido a isso, e ao fato de que Júpiter é composto, majoritariamente por Hélio e Hidrogênio, é comum as pessoas sugerirem que ele era uma estrela que faria companhia para o Sol, mas não conseguiu juntar muita massa. Porém, Júpiter foi, segundo a teoria mais aceita, formado através de um aglomerado de grandes corpos parecidos com cometas (liberados dos discos de outras estrelas) e, quando o aglomerado ficou com uma massa cerca de 10 vezes a da Terra, ele começou a retirar gás hidrogênio e hélio do disco de formação do Sol com sua grande gravidade.  Quando alcançou o tamanho que conhecemos hoje, ele, assim como Saturno, foram forçados a parar de se amamentar do disco solar, porque o Sol tinha alcançado sua massa gloriosa e seus violentos ventos solares empurraram a massa do disco para longe, dando origem ao resto do sistema solar. Portanto, Júpiter nem ao menos possuía um padrão de crescimento baseado em um disco próprio. Seu núcleo é totalmente diferente de qualquer coisa parecida com uma estrela.

          Diferente de Júpiter, as Anãs Marrons, verdadeiras estrelas falhas, compartilham do mesmo processo de formação das outras estrelas, mas a massa de gás disponível para elas acumularem através dos discos de rotação acaba sendo muito baixa, formando corpos gasosos pouco massivos e, consequentemente, com relativas baixa gravidade e pressão no seu interior. Com isso, elas não conseguem fundir o gás hidrogênio para gerar hélio e bastante energia, como as outras estrelas. Mesmo assim, devido à sua massa considerável, elas conseguem manter uma fraquíssima luminosidade própria, devido à fusão de deutério e, em alguns casos, devido à eventuais fusões de lítio e hidrogênio se sua massa for mais generosa.

Uma Anã Marrom, sim, é uma estrela que falhou

            Concluindo, Júpiter é um planeta como qualquer outro, só que um pouco mais gordinho...:)

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(1) Deutério e trítio são os isótopos do átomo de hidrogênio, ou seja, possuem a mesma quantidade de prótons (no caso, apenas um) e diferentes quantidades de nêutrons. Como os nêutrons não têm carga, eles deixam o núcleo mais estável, inclusive em uma eventual fusão, diminuindo a repulsão entre os prótons. Como a massa das estrelas é muito grande, elas conseguem realizar uma série de processos de fusão nuclear que se iniciam no hidrogênio, mesmo esses não possuindo nêutrons. Uma Anã Vermelha, para realizar qualquer processo de fusão à uma taxa constante, precisa de átomos mais ´estabilizadores´, como o deutério. (Falei mais sobre o assunto em Como são formados os elementos químicos?)

Quem viu o filme do Homem-Aranha 2, deve ter percebido que o Dr. Octopus usa o trítio para iniciar a fusão nuclear em seu equipamento. Isso é porque o trítio possui 2 nêutrons, e o deutério, apenas 1, sendo o primeiro bem mais fácil de se fundir.


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://www.scientificamerican.com/article/i-have-heard-people-call/ 
  2. http://w.astro.berkeley.edu/~gmarcy/astro160/papers/brown_dwarfs_failed_stars.pdf
  3. https://books.google.com.br/books?hl=pt-BR&lr=&id=p_P1Wm5MnVAC&oi=fnd&pg=PA322&dq=jupiter+is+a+failed+star&ots=XmHVKGbweD&sig=FW4lgTbiwKG1YYuaeSZUd_f0nys#v=onepage&q=jupiter%20is%20a%20failed%20star&f=false
  4. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-7067-0_9#page-1
  5. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-09894-4_4 
  6. http://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question62.html