O equilíbrio e a estrutura estelar em uma abordagem simples: a Seqüência Principal

Abstract

Resumo As condições simultâneas de equilíbrio Virial e equilíbrio hidrostático determinam a existência de soluções para os modelos estelares mais simples. Utilizando estes dois conceitos mostramos que é possível caracterizar a estrutura estelar sem recorrer à integração de equações diferenciais, ao menos para obter as propriedades globais. Além disso, discutimos como é que as estrelas geram energia, enfatizando o papel fundamental do decaimento fraco do próton que controla suas vidas e as impede que explodam em frações de segundo, colocando a teoria das interações fracas em um contexto muito mais visível e integrado para o estudante e seus professores. Pela sua abrangência e simplicidade, esta abordagem é particularmente adequada para apresentar estes temas no Ensino Médio.

A degenerescência do gás de elétrons e sua importância em Astrofísica

“…As estrelas na Sequência Principal estão constituídas de uma mistura de gás perfeito com radiação, onde a primeira componente é sempre muito dominante. Basta com que a pressão de radiação ganhe importância para que a estrela deixe de ser estável [10]. Porém, depois de ficar na Sequência Principal por um tempo muito longo, as estrelas do tipo solar deixam essa região ao não conseguir mais sustentar reações nucleares que produzem energia, como mostraram Schoenberg e Chandrasekhar [11].…”

Subsídios para uma discussão da formação das estrelas na sala de aula

“…Se esta forma da IMF é correta, ela prediz que nas massas maiores, o número de estrelas será menor até um valor máximo da ordem de ∼100 M [18]. Uma compilação da função de massas observadas, junto com alguns refinamentos à proposta de Salpeter, pode ser apreciada na Fig.…”

Uma introdução às estrelas estranhas

“…Na superfície da estrela, teremos envolvido toda sua massa, implicando em m(r = R) = M . Por outro lado, devido ao equilíbrio entre as pressões neste ponto (equilíbrio hidrostático), teremos p(r = R) = 0 [2].…”

“…Hoje em dia, sabemos que as estrelas formam-se em uma nuvem de poeira e gás e no seu final, transformam-se em um objeto compacto [1]. Através do processo de fusão nuclear, uma estrela passa 90% de sua vida fundindo hidrogênio em hélio no seu núcleo, na chamada sequência principal [2]. Esse processo é responsável pela produção de uma pressão expansiva no seu interior, que equilibra a contração gravitacional causada pela própria massa da estrela.…”