Toda a evolução do nosso Sol em 20 minutos

Em alguns bilhões de anos, nosso Sol se tornará tão violentamente quente que poderá acabar com toda a vida na Via Láctea. Mas à medida que ficar mais forte, ele também poderá nos ajudar a viver em lugares como Plutão e as luas de Saturno como o centro do nosso sistema solar, pode ser tão generoso e ao mesmo tempo destrutivo? Bem, no episódio de hoje vamos analisar toda a evolução do Sol, desde como ele ajudou a criar a vida na Terra até como ele poderá nos destruir. Um dia, A 4,6 bilhões de anos, os primeiros contornos do nosso sistema solar começaram a surgir. Sementes de nova vida surgiram dos remanescentes de estrelas mais antigas que haviam explodido. Surgiu uma enorme nuvem de poeira, gás e vapor. Essa nuvem gasosa começou a entrar em colapso sob a força da gravidade e começou a girar. Em seguida, um núcleo denso se formou no centro. Enquanto isso, o restante da nuvem havia se achatado em um disco que girava em torno do núcleo central. Pequenos pedaços de poeira e gás se juntaram e começaram a formar o início de nossos planetas. O núcleo denso começou a se aquecer, brilhar e exercer pressão. Isso marcou o nascimento de uma proto estrela, uma espécie de versão bebê do nosso Sol. Essa era uma bola composta principalmente de hidrogênio e hélio. Se você estivesse por perto para vê la, a própria estrela teria parecido bastante escura nos primeiros 10 milhões de anos, formaram se os gigantes gasosos Júpiter, Saturno, Urano e Netuno dentro da proto estrela. A temperatura e a pressão continuaram a crescer. Finalmente, depois de 50 milhões de anos, algo enorme aconteceu. A proto estrela bebê atingiu pressões e temperaturas altas o suficiente para a fusão nuclear. Os átomos de hidrogênio se fundiram para formar hélio. Isso liberou enormes quantidades de energia e o nosso Sol nasceu depois. Ao longo de dezenas de milhões de anos, formaram se os planetas rochosos Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. Nesse ponto, o Sol, alimentado por reações de fusão nuclear em seu núcleo, começou sua infância. Ele agora queimava 603 bilhões de quilos de gás a cada segundo. A energia liberada em apenas um segundo alimentaria todas as residências da Terra pelos próximos 800.000 anos. Ele também é incrivelmente quente. A temperatura da superfície é de 5 a 500 graus Celsius e o núcleo pode estar tão quente quanto 15 milhões de graus Celsius. O Sol começou com hidrogênio o suficiente para mantê lo funcionando por cerca de 10 bilhões de anos, o que o torna o maior objeto do nosso sistema solar. 1.300.000 terras poderiam caber aqui dentro. Se o Sol fosse menor, a Terra estaria em grandes apuros, como se ele tivesse se tornado uma estrela marrom. Essa é uma estrela muito menor que nunca pode atingir uma temperatura central alta o suficiente para entrar em combustão. Para nossa sorte, o sol era grande o suficiente para começar a alimentar a fusão nuclear em seu interior. Isso permitiu que ele irradiasse calor e energia, o que ajudou a Terra a criar e sustentar a vida. Todos nós sabemos que o Sol é incrivelmente quente, mas vamos nos aprofundar um pouco mais no que está acontecendo com essa estrela gigantesca no núcleo do Sol. As reações de fusão nuclear estão acontecendo constantemente, o equivalente a 15 bilhões de bombas atômicas a cada segundo. Então, por que o Sol não explode? bem durante cada segundo de sua existência. O Sol está envolvido em um ato de equilíbrio conhecido como equilíbrio hidrostático. Há duas forças em jogo aqui, cada uma delas se contrapondo a outra. Pense nisso como um cabo de guerra entre duas equipes iguais. Se cada equipe puxar a corda com a mesma força, ela permanecerá no mesmo lugar. É mais ou menos isso que está acontecendo no Sol. A forte força gravitacional dentro do núcleo puxa para dentro e isso é compensado pela enorme energia das reações de fusão nuclear que empurram para fora. Essas duas forças se equilibram mutuamente. Neste ponto, nosso Sistema solar já completou sua primeira órbita completa em torno do centro da galáxia, ou o que chamamos de um ano solar que dura 230 milhões de anos terrestres. Feliz aniversário para o sol! Desculpe, eu esqueci de trazer um bolo, mas ele provavelmente se queimaria ou derreteria de qualquer forma. Esse jovem sol tem apenas 70% do brilho do nosso sol atual. Pense nesse estágio como o sol passando por sua fase de adolescente emo. Sem riz, durante os próximos 4 bilhões e meio de anos, aproximadamente, as coisas continuam nesse ritmo constante. Como o Sol está em um estado de equilíbrio hidrostático, as reações de fusão nuclear continuam sem grandes mudanças. Você pode até pensar que esse estágio é um pouco entediante, mas estaria errado, pois há uma mudança que ocorre muito gradualmente, mas que será muito importante para todos nós aqui na Terra no futuro. E o brilho? À medida que o sol envelhece, ele fica mais brilhante. Mas por quê? Bem, quando o hidrogênio se funde, forma se hélio e o hélio é mais denso que o hidrogênio. Portanto, à medida que mais hélio se acumula no núcleo do Sol, a pressão aumenta. O aumento da pressão faz com que o sol funcione em uma temperatura mais alta, aumentando seu brilho em cerca de 1% a cada 100 milhões de anos. Agora, 1% mais brilhante a cada 100 milhões de anos. Pode não parecer muito, mas. Mas com o passar do tempo isso se soma. Lembre se ele está lá em cima há alguns bilhões de anos. A outra coisa que está se acumulando é o Hélio dentro do núcleo. Lembre se disso, pois será incrivelmente importante mais tarde na jornada do Sol, Muito bem. Agora estamos nos dias de hoje. O sol atingiu a meia idade. O sol de hoje é 30% mais brilhante do que o Sol jovem e suas reações de fusão nuclear estão em alta agora, com milhões dessas reações de fusão acontecendo a cada segundo. Será que o Sol nunca vai parar? Bem, o Sol tem apenas uma quantidade limitada de hidrogênio, portanto a resposta é obviamente sim. Mas felizmente ainda temos cerca de 5 bilhões de anos pela frente. A maioria de vocês não verá o Sol se extinguir em nosso tempo de vida. Agora, se o sol fosse dez vezes maior, ele queimaria todo o seu hidrogênio muito mais rápido e se extinguiria mais cedo. Um sol desse tamanho só teria queimado por cerca de 20 milhões de anos, e isso antes de qualquer vida ter sido criada na Terra. E se o nosso Sol tivesse a metade do tamanho? Bem, ele teria sido uma anã vermelha. E esse tipo de estrela dura de 80 a 100 bilhões de anos, mas é muito mais fraca e significativamente mais fria do que a nossa estrela. Portanto, vamos aproveitar os 10 bilhões de anos que temos com o nosso Sol. Muito bem. Agora que já vimos o que está acontecendo com o sol nos dias de hoje, vamos pular para o futuro Avance 600 milhões de anos no futuro. A luminosidade do sol aumentou em cerca de 6%, o que significa que a quantidade de radiação solar que atinge a Terra aumentou. O que é uma má notícia para qualquer vida na Terra. O aumento da radiação faz com que o dióxido de carbono deixe a atmosfera, o que torna quase impossível a realização da fotossíntese. Portanto, as plantas começaram a morrer e com o desaparecimento das plantas, a vida animal também morrerá. O único lugar onde a vida poderá sobreviver será nos oceanos, Certo. Avance mais 400 milhões de anos. O sol é agora 10% mais brilhante do que é hoje, porque o hélio mais denso no núcleo está tornando a fusão mais quente. A Terra também estará muito, muito mais quente. Ela se tornará uma estufa semelhante a Vênus. Nossos oceanos evaporaram e, enquanto isso acontece, a atmosfera ficará saturada de água e ela então se dividirá em hidrogênio e oxigênio devido ao calor do sol, e os gases escaparam e o ciclo do carbono chegará ao fim. O que antes era um planeta repleto de vários ecossistemas, agora é uma rocha sem vida. Portanto, o que antes nos dava vida, é agora o que está nos matando. Esperemos que a essa altura, os seres humanos tenham aprendido a viver em outros planetas, talvez até mesmo em outras galáxias. certo? 4,8 bilhões de anos no futuro, o Sol é agora um velho zangado tentando mandar de volta a sopa em uma lanchonete. Ele é 67% mais brilhante do que é hoje. Mas, assim como acontece com os velhos furiosos, ele está lentamente se reduzindo o combustível de hidrogênio no núcleo vai se esgotando lentamente à medida que ele passa para a próxima fase. As camadas fora do núcleo se expandiram e esfriaram, de modo que o sol se tornará mais brilhante e maior, mas ainda será relativamente estável. Se você estivesse na Terra e olhasse para o Sol, ele seria uma esfera vermelha brilhante e pareceria ter uma vez e meia o tamanho da lua. Mas desculpe, más notícias. Mesmo que você estivesse por perto, não sobreviveria. A Terra a 300 graus Celsius será como um forno de pizza, rocha dura e seca, desprovida de água ou vida e seria praticamente impossível olhar para o sol porque ele seria duas vezes mais brilhante do que é hoje. Quando o sol atingir a idade avançada, ele se tornará uma gigante vermelha. O hidrogênio em seu núcleo se esgotou e o hélio se acumulou. O núcleo de Hélio do Sol atingiu uma massa de 140 Júpiter e E agora está em um ponto de ruptura. As pressões e temperaturas do núcleo são incrivelmente altas. Esse calor atinge a camada do sol e o hidrogênio na camada que envolve o núcleo começa a queimar. 500 milhões de anos depois, o Sol será 34 vezes mais luminoso do que é hoje e a Terra estará quente. Se você navegasse em um navio na superfície da Terra, estaria navegando em ondas de alumínio e cobre derretidos em mais 85 milhões de anos, o sol estará 2300 vezes mais brilhante. Nem mesmo seus óculos de sol mais escuros poderão salvar seus olhos. A enorme energia emitida pelo Sol fará com que suas camadas externas se expandam, engolfando o Mercúrio e possivelmente até Vênus A terra, será reduzida ao seu núcleo de ferro ou poderá ser totalmente vaporizada. Agora, o aumento da radiação do Sol pode corroer as atmosferas de Júpiter e Saturno. Ah, mas existe a possibilidade de Júpiter conseguir sobreviver. E há outro lugar que pode se tornar habitável de repente. E a Lua de Saturno, Titã, com toda a radiação do Sol derretendo seu gelo. Ela terá oceanos líquidos de água e amônia e poderá até se parecer com a terra E Plutão, que ainda não é um planeta, poderia se transformar em um paraíso tropical A essa altura, o sol está queimando mais combustível nuclear a cada 6 milhões de anos do que durante toda a sua vida útil de 12 bilhões de anos. Um fenômeno que é claramente insustentável. O Hélio continua se acumulando no núcleo do Sol. O núcleo agora se contrai, torna se super denso, pressurizado e quente. Atingiu 100 milhões de graus Kelvin. Então algo surpreendente acontece 6% do núcleo de hélio se queima em apenas alguns minutos. Isso é chamado. Isso é chamado ou será chamado de flash de hélio. Esse flash torna o núcleo do sol exponencialmente mais quente e enquanto isso estiver acontecendo, o sol será mais brilhante do que todas as estrelas da galáxia Via Láctea. Mas outra coisa estranha está acontecendo. A energia do Flash contraria a pressão extrema no interior do Sol, de modo que pouca energia atinge a superfície do gigante vermelho. Mas tudo o que está acontecendo transforma o nosso Sol. O núcleo é aquecido tão intensamente que se vaporiza, se expande loucamente e, como resultado, esfria violentamente. Em um rápido período de 10.000 anos, a gigante vermelha encolhe, diminui para menos de 2% do que era. Ela ainda tem dez vezes o diâmetro do nosso sol atual e é 40 vezes mais luminosa, mais comparado ao que era, É uma mera sombra de si mesma, uma sub gigante. O Sol é agora uma estrela sub gigante amarelo alaranjada. Há uma sensação de déjà vu, pois o que aconteceu com o hidrogênio está acontecendo agora com o Hélio. Nos próximos 100 milhões de anos, o Sol queimará hélio em uma velocidade incrivelmente rápida, 100 vezes mais rápido do que estava queimando hidrogênio enquanto queima hélio. O núcleo do Sol muda, tornando se um núcleo de carbono oxigênio. Finalmente, todo o hélio do núcleo foi queimado. Agora o hélio da camada externa começa a queimar e o sol se torna novamente uma gigante vermelha, desta vez com o núcleo de carbono. Mas o carbono não queima em um flash como o Hélio. Apesar da alta pressão no núcleo do Sol, ela não é alta o suficiente para que o carbono se funda. As altas temperaturas no núcleo aquecem as camadas externas e dessa vez ela se expandem ainda mais. Além da órbita de Júpiter, o núcleo fica muito denso e se torna uma anã branca. Logo, o núcleo e as camadas externas começam a se separar violentamente em uma série de erupções espetaculares. As camadas externas do Sol se separaram do núcleo e serão arremessadas para longe, como se fosse uma espécie de Marie Kondo organizando o sol, metade das camadas externas engolirá todo o sistema solar e, em seguida, se dispersará para se tornar uma só com o gás interestelar. A outra metade será puxada para dentro do núcleo denso, branco e quente. Seria como se o sol estivesse passando do vermelho para o branco. Agora, se todas essas erupções violentas acontecessem ao mesmo tempo, o sol perderia massa e sua gravidade se enfraqueceria muito rapidamente, permitindo que os planetas escapassem para o espaço. Mas esse não é um episódio de meia hora de Marie Kondo. Essa organização acontece ao longo de milhões de anos mais ou menos como limpar minha garagem. Portanto, os planetas e objetos restantes de Júpiter e o Cinturão de Kuiper permanecem ligados ao Sol, embora estejam ligados por uma força gravitacional mais fraca. Suas órbitas se afastam ainda mais. Você provavelmente se lembra que Mercúrio e Vênus foram engolidos pelo Sol em sua primeira fase de Gigante Vermelha. A Terra também. Mas e quanto a Marte? Bem, com base nos cálculos dos cientistas, Marte tem uma boa chance de sobreviver tanto a primeira quanto a segunda fase de Gigante Vermelha. O núcleo do Sol estará extremamente quente, em torno de 170.000 graus Kelvin e será cerca de 4000 vezes mais brilhante do que é hoje. A energia irradiada pelo Sol iluminará os gases ao seu redor, criando uma nebulosa planetária espetacular. Mas em apenas alguns milhares de anos essa nebulosa se desvanecerá e se extinguirá. Ok, a essa altura o Sol é agora uma anã branca. Ele não é maior que a Terra, mas é 200.000 vezes mais denso. Ele passará bilhões de anos esfriando as mais antigas anãs brancas conhecidas das estrelas nascidas após o Big Bang. Estão esfriando há 12 bilhões de anos e ainda estão a 5 mil graus. Kelvin e os planetas que sobreviverem orbitavam a anã branca por mais bilhões de anos. Mas e se o nosso sol esfriar um dia e finalmente se tornar uma anã negra? Talvez em alguns trilhões de anos, mas isso parece ser uma história para outro. E Se.