Qual será o futuro do Sol?

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Assim como tudo o que conhecemos, o Sol, a nossa estrela amarela, maior e principal fonte de energia de todo o Sistema Solar, um dia terá um fim. Embora não saibamos exatamente quando, temos boas estimativas e ideias gerais sobre como serão os seus próximos bilhões de anos. Mas como é mesmo possível inferir tais coisas?

Como muitos objetos no universo, não conseguimos estudar e analisar a evolução das estrelas individualmente ao longo do tempo. Isso porque o tempo de vida desse astros é muito superior ao tempo de vida dos seres humanos, mesmo se colocássemos centenas de gerações nessa conta.

Felizmente, o universo é um lugar muito grande e nele reside um número incontável de estrelas. Só na nossa galáxia existem centenas de bilhões! Isso faz com que seja possível observar um número muito grande de estrelas em estágios evolutivos muito diferentes.

É possível observar estrelas grandes, estrelas pequenas, estrelas jovens e estrelas velhas, azuis e vermelhas. Essas observações, apoiadas em hipóteses plausíveis e verificáveis (e também em pitadas de criatividade e imaginação), possibilitam aos astrônomos montar o quebra-cabeça da história estelar, entendendo sua vida, desde o nascimento até a morte.

Estrelas jovens e grandes nuvens de poeira na nebulosa da Constelação de Touro. Aqui estrelas se formam, evoluindo ao longo de bilhões de anos, desde a adolescência estelar, até o final de suas vidas, variando em brilho e em massa.Estrelas jovens e grandes nuvens de poeira na nebulosa da Constelação de Touro. Aqui estrelas se formam, evoluindo ao longo de bilhões de anos, desde a adolescência estelar, até o final de suas vidas, variando em brilho e em massa.Fonte:  Lloyd L. Smith, Deep Sky West 

O ciclo de vida de uma estrela

De modo geral, as estrelas nascem a partir do colapso gravitacional de gigantescas nuvens de gás e poeira, chamadas de nebulosas, e evoluem ao longo de bilhões de anos, queimando o combustível em seu interior (essencialmente hidrogênio e hélio) em um processo conhecido como fusão nuclear.

Com o passar do tempo, as estrelas chegam a um ponto de estabilidade, onde mantém um equilíbrio entre a energia liberada pela fusão nuclear e a própria gravidade, e permanecem nele por grande parte de sua vida. Eventualmente, esse combustível irá acabar e a estrela se encaminhará, por fim, aos últimos estágios da sua trajetória evolutiva, cujo destino final dependerá principalmente da sua massa.

Representação esquemática da evolução das estrelas.Representação esquemática da evolução das estrelas.Fonte:  Hiperciência 

Podemos simplificar o capítulo final da vida das estrelas em duas categorias diferentes: a das estrelas de alta massa e as das estrelas de baixa massa. As estrelas de alta massa (aquelas que têm mais de 10 vezes a massa do Sol) acabam sua vida em enormes e violentas explosões resultantes do colapso gravitacional em seu núcleo, em eventos conhecidos como supernovas do tipo II. Porém, para infelicidade dos amantes de grandes dramas e tragédias cósmicas, esse não será o caso do Sol.

O Sol é uma estrela típica de baixa massa e, como tal, não explodirá ao final de sua vida. Ao invés disso, irá esgotar a queima de hidrogênio no seu núcleo, deixando-o constituído apenas de hélio. Essa interrupção na produção de energia fará com que o Sol encolha, por não suportar mais o peso das camadas mais externas. Esse encolhimento irá aumentar sua temperatura e, como consequência, iniciará a queima do hidrogênio localizado nas camadas fora do núcleo. Essa nova etapa fará com que as regiões externas se expandam e, nesse momento, o Sol se tornará uma estrela gigante vermelha.

Representação da evolução de uma estrela do tipo solar.Representação da evolução de uma estrela do tipo solar.Fonte:  Portal do astrônomo. 

Não é bem certo o quanto o Sol irá aumentar em tamanho, mas estima-se que ele poderá expandir entre 100 a 250 vezes o seu diâmetro atual [1]. No limite superior dessa estimativa, os planetas das órbitas mais internas, Mercúrio, Vênus e (sim!) também a Terra seriam engolidos pelo Sol. Entretanto, quando e se isso acontecer, a vida na Terra possivelmente já estaria extinta há muito tempo, uma vez que, durante esse processo, o aumento de luminosidade e temperatura do Sol irá alterar drasticamente as condições climáticas e habitáveis do nosso planeta.

Esquema evolutivo do Sol.Esquema evolutivo do Sol.Fonte:  Adaptado de Science Learning Hub 

O Sol permanecerá como uma gigante vermelha por aproximadamente 1 bilhão de anos, acumulando cada vez mais hélio nas camadas próximas ao núcleo, até que começará a converter hélio em carbono e se tornará cada vez mais instável.

A Nebulosa do Anel, uma das nebulosas planetárias mais conhecidas. Em destaque, o plasma brilhante ejetado das camadas externas de uma estrela tipo solar e, bem ao centro, uma anã branca remanescente.A Nebulosa do Anel, uma das nebulosas planetárias mais conhecidas. Em destaque, o plasma brilhante ejetado das camadas externas de uma estrela tipo solar e, bem ao centro, uma anã branca remanescente.Fonte:  NASA, ESA, Hubble Legacy Archive 

Por fim, o Sol irá ejetar suas camadas externas no espaço até que eventualmente seja formada uma nebulosa planetária, com camadas brilhantes de plasma e uma moribunda anã branca no seu centro, uma estrela pequena e quente, que irá se esfriar calmamente até se transformar em uma anã negra, finalmente apagando-se por completo.

Qual será o futuro do Sol?