Excentricidades e Maravilhas do Cosmos

Os cientistas já conseguiram explicar muita coisa sobre nosso universo, mas certamente não tudo. Provavelmente a maioria das peculiaridades do mundo nós ainda nem conhecemos ou não fazem nexo para nós.

São fenômenos que parecem fazer parte de um enredo de filme de ficção científica e envolvem fenômenos que fogem da compreensão e que levantam dúvidas sobre as razões de suas peculiaridades. 

Reunimos nessa matéria alguns destes fenômenos peculiares e objetos incríveis de nosso Universo.

- Hipernovas:

Uma Hipernova (também conhecida como colapsar) é um tipo especial de Supernova mega energética produzida por uma estrela extremamente grande no final de seu ciclo de vida. Elas são extremamente raras. Estima-se que a taxa de visualização é de 1 a cada milhão de anos.

Ela pode originar-se de uma estrela de grande massa girando a uma velocidade muito alta (ou envolta em um poderoso campo magnético) que explode, destruindo o núcleo interno ou ser o resultado da colisão duas estrelas.

Eta Carinae

Ao contrário das supernovas que se desencadeiam até formar uma estrela de Nêutrons, as Hipernovas lançam toda sua matéria durante a explosão, liberando milhões de vezes mais luz do que todas as estrelas da Via Láctea juntos e 100 vezes mais energia do que uma supernova comum.

A estrela Eta Carinae, que pertence à constelação da Carina, atualmente é uma das mais próximas candidatas a Hipernova. Quando isso acontecer o brilho será tão intenso que, durante alguns dias, não haverá noite no Brasil e em todo o hemisfério sul, devido ao brilho de aproximadamente 10 luas que será irradiado.

- Raios cósmicos:

Os raios cósmicos são partículas de átomos com alto poder energético, que atingem velocidades próximas à da luz. Quando adentram a atmosfera terrestre, essas partículas entram em colisão com átomos da atmosfera e dão origem a outras partículas, formando uma “chuva” de partículas com menos energia, os chamados “raios” cósmicos secundários.

Por sorte a Terra nos protege da maior parte da radiação, espalhando e absorvendo os raios cósmicos. Caso contrário, os núcleos de elementos pesados podem afetar significativamente as funções biológicas, causando mutações aos seres vivos.

Existem duas fontes principais de radiação. A primeira é o Sol, emitindo massa coronal e lançando nuvens de bilhões de toneladas de material altamente energético. A segunda fonte de radiação é produzida durante explosões de supernovas.

- Estrelas de Nêutrons

Quando estrelas muito grandes (8 ou mais vezes maior que a massa do Sol) consumem todo o hidrogênio em seu núcleo, o equilíbrio que havia entre as camadas externas e o núcleo da estrela se esvai e ela colapsa, explodindo em uma supernova.

A camada mais externa é expulsa para o espaço e o que resta é um corpo celeste extremamente denso e compacto onde não há mais átomos, mas um aglomerado de nêutrons. 

Uma estrela de nêutrons gira tão rápido que seu período rotacional pode levar apenas alguns milésimos de segundo. Quando o campo magnético da estrela de nêutrons não coincide com o seu eixo de rotação temos um pulsar: uma estrela que emite radiação (proveniente de seu movimento de rotação) de forma mais regular que o melhor dos relógios.

Os Pulsares se assemelham a faróis marítimos, emitindo luzes em duas direções e girando rapidamente. Olhando em sua direção, o vemos pulsando. O pulso é tão regular que no início os cientistas pensaram que os pulsos fossem algum sinal alienígena.

Abaixo, você pode conferir o som que um Pulsar emite:

- Quasares:

Um Quasar não é de fato uma estrela. A dimensão de um Quasar é superior a de uma estrela, mas também menor que uma galáxia (aliás, não muito maior que o nosso Sistema Solar). Porém um Quasar emite várias centenas de vezes mais luz que uma galáxia. É um dos objetos celestes que mais energia emite.

Na verdade, os quasares são buracos negros supermassivos que brilham intensamente. O buraco negro fica recoberto por partículas provenientes de uma estrela ou planeta que ele esteja absorvendo. Essas partículas giram a grandes velocidades fazendo com que a sua temperatura seja superior ás temperaturas das estrelas mais quentes do Universo, emitindo raios X e outras formas de radiação electromagnética - a origem do intenso brilho destes objetos.

Visto que os buracos negros supermassivos têm origem nos primórdios do Universo, os Quasares são alguns objetos mais distantes que nós podemos observar.

- Buracos Brancos:

Um buraco branco é o oposto de um buraco negro. É um objeto teórico previsto pela teoria da relatividade que funciona como um buraco negro de tempo-invertido. Como um buraco negro é uma região no espaço de que nada pode escapar, a versão tempo-invertida do buraco negro é uma região no espaço em que nada pode cair. Mas isso só vale mesmo de forma conceitual, porque, na prática, ainda não existe nenhuma comprovação da existência de buracos brancos no espaço.

Em função da falta de comprovações da existência dos buracos brancos, esse assunto foi pouco a pouco sendo deixado para trás pelos astrofísicos. Porém, continuam sendo entidades físicas matematicamente viáveis.

- Anã Negra:

As estrelas menos massivas (como o nosso Sol) ao consumir todo o hidrogênio de seu núcleo, transformando-o em materiais mais pesados (como o carbono), podem se transformar em um tipo de estrela conhecida como Gigante Vermelha.

Elas são compostas por um núcleo pequeno e denso de carbono e camadas externas difusas. Contudo elas não são grandes o suficiente para continuar fundindo o material do núcleo.

Mesmo assim, o tamanho do núcleo continua diminuindo até que ela se torna uma imensa nuvem difusa e fria chamada de nebulosa e um pequeno corpo celeste (aproximadamente do tamanho da Terra) composto por um núcleo de carbono, hélio e hidrogênio em fusão, chamado Anã-branca. Calcula-se que cerca de 98% de todas as estrelas evoluirão até a fase de anã branca.

Uma anã negra é uma estrela anã branca que se resfriou suficientemente de modo a não mais emitir significativamente calor ou luz. Ela expeliu ou fundiu todos os elementos químicos cuja fusão fosse suficiente. O que sobra então é uma densa esfera de matéria degenerada de elétrons, sendo detectáveis somente pela sua influência gravitacional.

Como se calcula que o tempo requerido para uma anã branca atingir este estado seja maior do que a atual idade do universo (13,8 bilhões de anos), não se espera que alguma anã negra já exista no universo.

- Estrela de ferro:

No interior de estrelas, ocorre um processo de fusão nuclear, em que elementos leves se fundem e formam elementos mais pesados, e assim sucessivamente, liberando energia a cada etapa. O caminho normalmente é o seguinte: hélio para carbono, carbono para oxigênio, oxigênio para neon, neon para silício e, finalmente, silício para ferro – gerar ferro demanda mais energia do que é liberada, por isso é a etapa final.

Contudo, a maioria das estrelas morre antes de começar a fundir carbono ou acabam virando supernovas pouco depois. 

Uma estrela de ferro, como o próprio nome sugere, seria composta puramente por ferro, mas paradoxalmente ainda continuaria liberando energia, graças ao “efeito túnel” da mecânica quântica, em que uma partícula atravessa barreiras que normalmente seria incapaz de atravessar. 

Estima-se que levará 10¹⁵⁰⁰ anos até que uma estrela de ferro apareça.

- Estrela escura:

Nos primórdios da história do universo, antes que as estrelas convencionais se formarem, cientistas teorizam que o núcleo delas poderia ser movido por matéria escura.

Essas estrelas seriam compostas por matéria comum, como as estrelas atuais, mas uma alta concentração de matéria escura em seus núcleos geraria calor através de reações de aniquilação entre as partículas de matéria escura e anti- matéria escura.

As estrelas escuras são maiores e mais geladas do que suas parceiras convencionais. Elas também duram mais do que as estrelas com fusão nuclear. Com um estoque suficiente de matéria escura, as estrelas escuras podem ter vidas que excedem a idade do universo (elas ainda podem existir hoje).

Apesar de não emitirem luz visível, elas seriam detectáveis por suas emissões de raios gamma, neutrinos, e antimatéria.

- Antimatéria:

De forma simplista, a antimatéria é o inverso do que é a matéria. Ela é composta de antipartículas, que possuem a mesma característica das partículas (massa e rotação), mas com carga elétrica contrária. É o caso do pósitron, também conhecido como antielétron, que tem carga positiva. Ou do antipróton, que, diferente do próton, é negativo.

A explosão causada pelo encontro da matéria e da antimatéria gera energia em forma de raio gama. Só para ter uma ideia, 1 g de antimatéria seria capaz de abastecer a cidade de São Paulo durante 24 horas!

Cientistas já criaram antimatéria no acelerador de partículas LHC (Grande Colisor de Hádrons). Foi produzido um trilionésimo de grama de antimatéria - que daria para acender uma lâmpada por três segundos, que durou cerca de 16 centésimos de segundo antes de se aniquilar com a matéria.

Especula-se sobre o porquê de o universo observado parece ser constituído inteiramente de matéria. A ciência acredita que ambas existiam em quantidades iguais quando ocorreu o Big Bang, mas se destruíram por alguma razão desconhecida, sobrando mais matéria - que se moldou e formou planetas, galáxias e estrelas.

Cogita-se a respeito de outros lugares possivelmente constituídos apenas por antimatéria. A assimetria entre matéria e antimatéria é um dos maiores problemas sem solução da física atual. 

Hoje, o grande desafio é conseguir produzi-la em grande quantidade, possibilitando até mesmo o desenvolvimento de motores movidos por antimatéria - uma promissora fonte de energia ilimitada.   

Como disse Carl Sagan, “a astronomia é uma experiência de humildade e criadora de caráter”, tais as maravilhas e surpresas que nos esperam nesse vasto e maravilhoso horizonte. O Cosmos traz em si o assombro e a beleza inigualável do eterno, nos enchendo de admiração e esperança.  Talvez seja um pouco cedo. Talvez ainda não tenha chegado a hora. Mas esses outros mundos promissores, oportunidades ilimitadas, acenam, chamando-nos. E nós atenderemos esse chamado para nos encantar e descobri-los.

Henrique Guilherme

Escritor e estudioso.

Curioso a cerca dos grandes mistérios e Cosmologia
http://www.facebook.com/henrique.aborigine