segunda-feira, 13 de maio de 2013

COSMOLOGIA: SUPERNOVAS

Supernovas

 

         Em estrelas novas a força da gravidade é responsável por dar partida a ignição ao pressionar com enorme intensidade os átomos de hidrogênio no núcleo da jovem estrela. Estes se fundem, dando origem ao hélio e dissipando 0,007% da massa do hidrogênio como furiosa energia livre, emitindo fótons e diversas radiações. Esse processo de fusão gera luz e calor que, por sua vez, exerce a   contra-pressão que permite ao núcleo estelar suportar o enorme peso das camadas mais externas da estrela. Ao consumir-se todo o hidrogênio, a gravidade continua comprimindo o núcleo estelar. A temperatura sobe para 100 milhões de graus, fazendo com que núcleos de hélio 2 se fundam e produzam carbono 6. Ao consumir todo o hélio, a estrela torna-se uma anã branca que se apaga silenciosamente. Mas se a anã branca consegue sugar uma estrela que esteja perto, capturando quantidades expressivas de nova matéria, reacende-se a fusão estelar terminando por uma explosão que fragmenta a estrela, projetando massas, gases e radiações, fulgurando então como uma supernova do tipo Ia. Brilha bilhões de vezes mais que o Sol, brilha mais do que toda sua galáxia durante dias ou semanas. Na origem desta bola de fogo refulgente estão átomos de níquel 28 acumulados até então.

Estrelas com massa maior que oito vezes a do Sol tendem a expandir-se durante dez milhões de anos, tornando-se uma supergigante vermelha. Devido ao peso esmagador das camadas externas agindo sobre o núcleo estelar, as reações de fusão do hidrogênio 1 em hélio 2 continuam transformando hélio 2 em carbono 6.

 Em seiscentos anos, o carbono se condensa em oxigênio 8 e deste para o silício 14 em seis meses. Do silício, as enormes pressões e as elevadíssimas temperaturas da ordem de bilhões de graus sintetizam o ferro 26 em um dia. Os átomos de ferro ao se constituírem, consomem energia em vez de criá-la. O processo continua gerando, sucessivamente níquel 28, cobre 29, zinco 30, prata 47, ouro 79, mercúrio 80, chumbo 82, tório 90 e urânio 92, entre outros elementos químicos pesados. Tamanha produção de elementos químicos variados consome quantidades fantásticas de energia que não mais conseguem supercompensar o peso das camadas externas da supergigante vermelha. Esta sofre um colabamento, entrando seu núcleo em colapso, seguido de estrepitosa explosão.

 Por vezes, as elevadas temperaturas aliadas a  fabulosa pressão presente no núcleo da estrela, força elétrons fundirem-se aos prótons, formando nêutrons.

Em 1937, os cosmólogos Zwicky e Baade tiveram a exata percepção de como se constitui e como funcionam as estrelas de nêutrons. Este processo tende a acumular nêutrons em quantidade a tal ponto que a estrela reduz-se a uma diminuta estrela de nêutrons, de poucas dezenas de quilômetros de diâmetro, cuja densidade alcança bilhões de toneladas por colher de chá. Descobriu-se que tais estrelas pulsam regularmente, emitindo ondas de rádio. Passaram a ser conhecidas como pulsares.

Cada estrela pode brilhar por bilhões de anos, mas só morre uma vez. Certas estrelas agonizantes apagam-se simplesmente. Outras explodem fulgurantemente. Calcula-se que numa galáxia típica, composta por centenas de bilhões de estrelas, uma supernova ocorrerá a cada duzentos ou trezentos anos. É raro, claro. Mas trata-se de cento e vinte e cinco  a cento e quarenta bilhões de galáxias. Presume-se que, a cada segundo, em algum lugar do Universo, espouca uma supernova. A nossa, a que deu a massa-matéria  da Terra,  a que nos constituiu, teve seu ponto de fulguração – explosão – despedaçamento –, entre 4.6 a 4.7 bilhões de anos , lá atrás.

As supernovas do tipo Ia explodem sempre de mesma maneira, com uma massa crítica padrão. Seu brilho funciona como “vela-padrão” para cálculos astronômicos. Tornam-se cefeídas, estrelas de brilho variável, tornando-se indicadores confiáveis para a medida da distancia entre as galáxias.

Em 1054, uma explosão criou a Nebulosa de Câncer, e foi registrada por astrônomos chineses. Outra explosão ocorreu em 1604 e foi presenciada por Kepler.

Outra ainda, em 1987, brilhou na Grande Nuvem de Magalhães a 169.000 anos-luz da Terra.

 

Fred Hoyle, aquele cosmologista criador de controvérsias, que, de gozação, criou o termo Big Bang durante um programa de rádio em 1952, desenvolveu o oportuno conceito de nucleossíntese, em 1957. Segundo Hoyle, uma estrela em explosão, uma supernova, geraria temperaturas altíssimas, capazes de fundir os átomos dos elementos químicos mais simples em sucessivos números atômicos dos elementos químicos  cada vez mais pesados.

         Sabemos que, de regra, estrelas não passam de fornos de cozimento de hidrogênio, transformando-o ao longo de bilhões de anos em hélio. Nossa origem provém dos variados elementos químicos forjados no interior de uma especifica supernova que extinguiu-se e estilhaçou-se  há 4.7 bilhões de anos. Nossa supernova estilhaçou-se em miríades de gáses, poeira, radiações e grãos de matéria diferenciada, petrosa, pesada. Assim, nossa constituição biológica proveio da fornalha de adensamento dos átomos a elevadíssimas temperaturas e sob imensas pressões gravitacionais, ocorrendo ao longo de milhões de anos. Nós e todos os demais seres vivos terrestres somos filhos de uma estrela. Testemunhos restantes da existência de nossa mãe estelar de há muito desaparecida, o planeta Terra, assim como Marte, Vênus e Mercúrio são cacos, restos de nossa supernova ancestral.

Ela teria cerca de 24 bilhões de quilômetros de diâmetro. Quase toda sua massa - 99,9% da massa do sistema solar- constituiu o Sol. Hidrogênio atrai hidrogênio avassaladoramente. Do material pesado remanescente foram se atraindo e se juntando, mediante forças  gravitacionas e eletrostáticas, formando aglutinados de matéria. Cada vez mais volumosos. Consequentemente, com maior poder gravitacional, até ficarem grandes o bastante para serem considerados planetesimais. A Terra continuou sendo bombardeada por cometas, meteoros e detritos cósmicos, que se acrescentaram a seu volume e forjaram seu poderio gravitacional.

   

  Há 4.4 bilhões de anos, um objeto do tamanho de Marte colidiu e incorporou-se à Terra. No entanto, sabe-se pelas leis da Física- a mera mecânica de Galileu e de Newton- que uma esfera ao impactar outra,  faz esta expelir matéria quase equivalente para além da fronteira da impactada. Surgiu assim uma esfera satélite, a Lua, proveniente da crosta terrestre, uma vez que a Lua contém pouco ferro, por sua vez abundante no centro de nosso planeta.

 

     Do magma fundido presente no interior da Terra, por meio  dos movimentos de convecção, expeliu-se gases como metano, dióxido de  carbono, nitrogênio e enxofre, criando uma atmosfera protetora sobre o planeta. A água apareceu há 4 bilhões de anos. Foi nesse ensopado insalubre, nessa lama primacial, que a vida fremiu sob a forma de bactérias. A vida, insistente e resiliente como ela só, conseguiu ir em frente, em precário estado de constante instabilidade, mantida por consumir grandes quantidades de energia, abundantemente disponíveis pela luz solar.

               

     A profícua associação entre a vigência das leis da natureza e a ocorrência de eventos estocásticos, aleatórios, surgidos do caos por efeito de estranhos atratores, por acaso, configurou a criação de toda diversidade e de toda complexidade da  vida presente no Universo.

      O tempo é a substância de que somos feitos. O mundo é desgraçadamente real. E desaba quando menos se espera. Não há o consolo do eterno. O Universo está perenemente em transição de fase.

       Preciso escrever para fixar. Para ficar. Preciso rapidamente publicar para ser eu, Marco Aurélio. Porque, desgraçadamente, sou finito, sou Baggio. 

        A vida é um estado dissipativo de energia afastado do equilíbrio, cuja única aposta é viver e seguir adiante. Rumo a diversidade e a complexidade e a sobrevivência. Vida quer deixar sucessores.  

        Nos 600 milhões de anos seguintes à sua constituição , a  Terra  foi fustigada por todo tipo de escombros  cósmicos, incorporando-os ao seu volume. A presença da atmosfera, a temperatura da superfície estabilizada, a água líquida abundante, permitiram o aparecimento da vida em nosso planeta, postado à distância correta em relação ao Sol, recebendo dele confiável e generoso suprimento de energia limpa e zás: na lama primordial, uma minúscula combinação fecunda de substancias químicas orgânicas fremiu e tornou-se viva.

 
O evento vida suplantou  a estúpida estabilidade das leis da natureza da Física.   Bramiu. Evoluiu. Diversificou-se. Complexificou-se. Tornou-se GAIA. E aqui, hoje, estou EU. Sem nenhum favor. Sem nenhum milagre. Por acaso e por sorte.. O tempo delimita  nossas possibilidades.

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