Uma estrela mais massiva permanece mais tempo no estagio da sequencia principal


As estrelas da sequência principal são o tipo mais comum no Universo. As estrelas da sequência principal são estáveis. Eles fundem núcleos de hidrogênio juntos para formar núcleos de hélio, liberando energia e emitindo luz.

Uma estrela mais massiva permanece mais tempo no estagio da sequencia principal

Uma estrela da sequência principal é uma estrela na parte estável do seu ciclo de vida. Eles são o tipo mais comum de estrela no universo. Nossa estrela, o Sol, está na fase principal da sequência. É mais ou menos nesta metade e, finalmente, se tornará uma gigante vermelha em aproximadamente cinco bilhões de anos.

Todas as estrelas da sequência principal estão em equilíbrio, o que significa que a pressão externa causada pelas reações de fusão é equilibrada pela força da gravidade que puxa a estrela. A pressão e a temperatura de uma estrela de sequência principal aumentam à medida que você se aproxima de seu centro. O período de tempo que uma estrela passa nesta fase depende da quantidade de massa da estrela. Contraintuitivamente, as estrelas massivas têm um tempo de vida mais curto do que as estrelas menores. Estrelas grandes e maciças usam seu combustível nuclear a um ritmo muito mais rápido do que estrelas menores. As estrelas podem variar em tamanho de cerca de um décimo do tamanho do nosso sol até centenas de vezes maiores. A cor de uma estrela também varia dependendo do seu tamanho. Estrelas maiores são mais quentes e emitem mais luz azul; estrelas menores são menores e emitem mais luz vermelha.

O estágio da sequência principal ocorre após uma nebulosa estelar entrar em colapso devido à força da gravidade. Quando a nebulosa entra em colapso, a temperatura interna aumenta. Quando o núcleo da protostar recém-formada atinge uma certa temperatura, a fusão nuclear é iniciada. A fusão nuclear é uma reação nuclear que libera energia através da fusão de núcleos menores e mais leves em um núcleo maior e mais pesado. Este processo libera fótons de energia. Esses fótons são absorvidos e reabsorvidos várias vezes antes de deixar a estrela. A quantidade de energia liberada pode ser calculada usando a famosa equação de Einstein, E = mc 2 , onde E é a quantidade de energia, m é a mudança na massa ec é a velocidade da luz.

A maioria das estrelas da sequência principal é quase completamente composta de hidrogênio e hélio. Alguns têm uma pequena porcentagem de elementos mais pesados, como carbono ou oxigênio. Os cientistas podem analisar a composição de uma estrela da sequência principal, estudando a luz que eles emitem.

Estágios no ciclo de vida de uma estrela

(uma estrela com massa semelhante ao nosso Sol)

  1. Nebulosa Estelar

  2. Estrela principal da sequência

  3. Estrela gigante vermelha

  4. Nebulosa Planetária

  5. Anã branca

  6. Anão negro

Estrelas notáveis ​​no estágio de seqüência principal

  • Nosso sol (sol)

  • Sírius

  • Alpha Centauri

  • Theta1 Orionis C

  • Gliese 185

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A luminosidade e a temperatura de superfície de uma estrela são suas duas propriedades observacionais mais importantes e estão relacionadas a sua massa na formação. Um gráfico de luminosidade contra temperatuda produz o Diagrama Herzprung-Russell (Diagrama HR, Figura 1).

Uma estrela mais massiva permanece mais tempo no estagio da sequencia principal

Após a fase de protoestrela, as estrelas entram na fase pré-sequência principal. Nela, dependendo da sua massa, a protoestrela pode alcançar temperaturas centrais suficientemente altas para a queima do Hidrogênio em seu núcleo, tornando-se uma estrela propriamente dita. Nessa fase, em que elas estão na sequência principal, a posição da estrela no diagrama HR não varia muito. As estrelas mais massivas consomem seu hidrogênio nuclear muito mais rapidamente que as menos massivas, permanecendo menos tempo na sequência principal.

A estrela pode ser vista como um equilíbrio entre duas forças opostas: a atração gravitacional, que tende a comprimi-la e a pressão radiativa, que tende a expandi-la. Para as estrelas de baixa massa, da ordem da massa solar, assim que o Hidrogênio nuclear acaba, há uma contração, levando à queima de H em uma camada acima do núcleo, levando à sua expansão. Isso pode ser observado como um aumento do raio da estrela uma diminuição de sua temperatura superficial. A estrela então chega à fase de gigante vermelha, onde o núcleo é suficiente denso para haver degenerescência dos elétrons e, finalmente, o início da queima de Hélio, atingindo um novo estágio de meta-equilíbrio.

Exaurido o Hélio nuclear, há uma nova contração do núcleo e aumento do raio devido à queima de Hélio e Hidrogênio em camadas. A estrela torna-se instável, culminando com um vento intenso e a ejeção das camadas superficiais da estrela na forma de uma nebulosa planetária (Figura 2). Seu núcleo, a estrela central, é uma estrela muito quente e brilhante, que vai esfriar e perder sua luminosidade em cerca de 10.000 anos, até atingir o estágio de uma anã branca. Nessa fase, não há mais reações nucleares no interior da estrela, e sua luminosidade é essencialmente devida ao resfriamento, que prossegue até a fase de anã negra, restos indetectáveis de estrelas de baixa massa (Figura 3).

Uma estrela mais massiva permanece mais tempo no estagio da sequencia principal

Uma estrela mais massiva permanece mais tempo no estagio da sequencia principal

As estrelas com massas muito menores que a do Sol não se aquecem o suficiente para queimar o Hélio, transformando-se em anãs brancas de Hélio. Objetos com massas ainda menores não chegam à sequência principal, tornando-se degenerados antes do início das reações nucleares. Para as estrelas massivas, quando todo o Hélio do núcleo já for utilizado para a geração de energia, uma nova contração leva à queima do C. A queima de elementos no núcleo pode seguir até o Ferro, dependendo de sua massa inicial. Como resultado de sua evolução, estrelas de alta massa pode dar origem a supernovas, estrelas de neutrons e, em casos extremos, a buracos negros (Figura 4).

Uma estrela mais massiva permanece mais tempo no estagio da sequencia principal

Referências:
[1] Oliveira Filho, K. S. & Saraiva, M. F. Astronomia & Astrofísica. Ed. Livraria da Física, 2ª Edição, São Paulo, 2004.
[2] Shaw, A. Astrochemistry: From Astronomy to Astrobiology. Ed. Wiley and Sons, Inglaterra, 2006.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/astronomia/diagrama-hr-e-evolucao-estelar/

Quanto maior a massa de uma estrela por menos tempo ela permanecerá em sequência principal?

O tempo durante o qual uma estrela fica na Seqüência Principal depende fundamentalmente da massa da estrela: quanto menor for a massa, menos tempo a estrela fica nessa fase. Estrelas de pequena massa ficam na Seqüência principal por períodos de tempo muito longos, podendo ultrapassar 20 bilhões de anos.

O que depende o tempo de permanência de uma estrela?

O tempo que uma estrela viverá dependerá da sua massa. Quanto maior a massa, mais calor e luz ela liberará. Sua morte acontece quando já tiver queimado todo o combustível. Como essa queima origina elementos mais pesados, ela termina apenas quando passa a produzir ferro, que é um processo que consome energia.

Quando uma estrela está na sequência principal?

A sequência principal (SP) é etapa mais longa da vida da estrela, quando ela está fundindo hidrogênio em hélio no núcleo e brilhando estavelmente, em equilíbrio hidrostático.

Quanto mais massiva a estrela maior e o seu tempo de vida?

Sim, as estrelas morrem. Um fato interessante é que quanto maior a massa de uma estrela, menor será o seu tempo de vida. Isso porque, quanto maior a massa do astro, maior é a força gravitacional que tende a colapsar a estrela.