Acervo textual da Revista AstroNova
Edição 17 — páginas 1 a 20
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Assuntos identificados: montagem, estrelas, elementos, instrumentos, aglomerados, astronomia, carga, local, telescópio, sistema.
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Aglomerados Estelares As jóias do Universo REVISTA DE DIVULGAÇÃO DE ASTRONOMIA E CIÊNCIAS DA NATUREZA ATIVIDADES NA ESTAÇÃO ESPACIAL INTERNACIONAL AGENDA DOS LANÇAMENTOS ESPACIAIS Tour pelo Sistema Solar As luas de Netuno Ano 05 - Nº 17 - Março/2018 Montagens de Telescópios Nucleossíntese Estelar A fabricação cósmica dos elementos químicos Nucleossíntese Estelar A fabricação cósmica dos elementos químicos Montagens de Telescópios Tour pelo Sistema Solar As luas de Netuno Aglomerados Estelares As jóias do Universo Modificando Câmeras para a prática da Astrofotografia Modificando Câmeras para a prática da Astrofotografia ENTREVISTA DO GRUPO “INSTRUMENTOS ASTRONÔMICOS”
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Editores: Rafael Cândido Junior [email protected] Wilson Guerra [email protected] Redatores: Carlos Aparecido Domingues [email protected] Maico A. Zorzan [email protected] Rafael Cândido Junior [email protected] Wilson Guerra [email protected] Arte e Diagramação: Wilson Guerra [email protected] Astrofotos: Augusto César Araújo Bruno Bonicontro Eduardo Ziller Fábio/Gabriela Carvalho Newton Cesar Florencio Sérgio Mendonça Jr. E começamos 2018 completando cinco anos de lançamentos initerruptos da nossa revista. Um motivo de grande satisfação e realização ver que o projeto está bem sedimentado! Isso é tão bom quando ver ao lançamento bem sucedido do foguete Falcon Heavy mês passado. Um primor de tecnologia e engenharia, são os primeiros foguetes da história a serem totalmente reaproveitáveis e que usam sistema de retorno com pouso vertical. Os impulsionadores (boosters) desceram perfeita e sincronizadamente. Bonita também a homenagem a David Bowie, com o “Starman” “dirigindo” seu carro vermelho para a órbita do planeta de mesma cor, Marte. Nesse mar de novidades inspiradoras que disponibilizamos a edição n. 17 da AstroNova. Nesta edição o Tour pelo Sistema Solar trata das luas de Netuno, o mais distante e gelado planeta da família do Sol. Carlos Domingues estréia em nossa revista tratando de um assunto para poucos: adaptação de câmeras para a prática da astrofotografia. Carlos faz parte do Clube de Astronomia de Sarandi, que organizará o 15º EPAST. Eu me aventuro na Astroquímica e trato de como as estrelas “montam” a tabela periódica dos elementos, enriquecendo quimicamente o Universo. Rafael Cândido nos comenta um pouquinho sobre os aglomerados estelares, esses verdadeiros enxames de estrelas que povoam a Via Láctea e deixam o Universo ainda mais lindo! Trazemos também uma entrevista com o grupo Instrumentos Astronômicos que atuam na América do Sul com ótimos equipamentos didáticos de Astronomia. Maico Zorzan finaliza com uma breve explanação sobre montagens de telescópios, que define sua mecânica e seu manuseio. Uma ótima leitura a todos! Wilson Guerra GCAA AstroNova . N.17 . 2018 EXPEDIENTE EDITORIAL Capa: Plêiades Astrofoto: Luiz Claudio Pivari (RJ) Wilson Guerra GCAA Wilson Guerra GCAA
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SUMÁRIO Tour pelo Sistema Solar As luas de Netuno 07 17 23 30 Nucleossíntese Estelar As estrelas como fábricas cósmicas de elementos químicos Entrevista Grupo Instrumentos Astronômicos Ano 5 | Edição nº 17 | 2018 11Modificação de câmeras para astrofotografia 36 Telescópios Montagens de seus mecanismos Aglomerados estelares
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Principais Lançamentos do TrimestrePrincipais Lançamentos do Trimestre ASTRONÁUTICA Foguete: Soyuz 2.1b (Roskosmos) Carga: O3b F4 - satélite para sinal de internet Local: Cosmódromo de Kourou Data: 06/03/2018 Foguete: Soyuz FG (Roskosmos) Tripulação 54-2 da Estação Espacial Internacional Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 21/03/2018 RÚSSIARÚSSIA Foguete: Proton (Roskosmos) Carga: Blagovest - satélite russo para internet ultra-rápida Local: Cosmódromo de Baikonur Data: 04/04/2018 Foguete: Rockot (Roskosmos) Carga: Sentinel 3B: satélite europeu de observação da Terra Local: Cosmódromo de Plesetsk Data: 25/04/2018 ESTADOS UNIDOS ESTADOS UNIDOS Foguete: Falcon9 (SpaceX) Carga: cagueiro Dragon mantimentos para ISS Local: Cabo Canaveral Data: 02/04/2018 Foguete: Falcon9 (SpaceX) Carga: Iridium Next 41-50 satélite de comunicação móvel Local: Base de Vanderberg Data: 29/03/2018 Foguete: Falcon9 (SpaceX) Carga: TESS - satélite de detecção de exoplanetas Local: Cabo Canaveral Data: 16/04/2018 Foguete: Antares (Orbital Sci.) Carga: cargueiro Cygnus mantimentos para ISS Local: Cabo Canaveral Data: 01/05/2018 Foguete: PSLV (ISRO) de comunicações Local: Base de Dhawan, Sriharikota Data: março/2018 Carga: IRNSS 1I, satélite polar ÍNDIAÍNDIA Foguete: GSLV Mk.2 (ISRO) de comunicação Local: Base de Dhawan, Sriharikota Data: março/2018 Carga: GSAT 6A, satélite Foguete: GSLV Mk.2 (ISRO) pousador e jipe robótico lunar Local: Base de Dhawan, Sriharikota Data: abril/2018 Carga: Chandrayaan 2; satélite, Foguete: GSLV Mk.3 (ISRO) comunicação geoestacionário Local: Base de Dhawan, Sriharikota Data: junho/2018 Carga: GSAT 29, satélite de
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Principais Lançamentos do TrimestrePrincipais Lançamentos do Trimestre ASTRONÁUTICA Foguete: ARIANE 5 Carga: HSuperbird 8/DSN 1 & Hylas 4 satélites de comunicação Local: Base de Kourou Data: 21/03/2018 Foguete: ARIANE 5 Carga: GSAT 11 & Azerspace 2/Intelsat 38 satélites de comunicação Local: Base de Kourou Data: abril/2018 EUROPAEUROPA CHINACHINA Foguete: Longa Marcha 5 para a Lua Local: Base de Wenchang Data: 2o semestre/2018 Carga: Chang’e 5 - Missão robótica Foguete: Longa Marcha 3B satélite de comunicação Local: Base de Xichang Data: 15/03/2018 Carga: Apstar 6C Foguete: ARIANE 5 Carga: Galileo 23-26 - satélites de geolocalização Local: Base de Kourou Data: julho/2018
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Principais atividades - Dez/2017 a Fev/2018Principais atividades - Dez/2017 a Fev/2018 Próxima Expedição - Soyuz MS-08 (21/03/2018)Próxima Expedição - Soyuz MS-08 (21/03/2018)Tripulação atualTripulação atual Estação Espacial Internacional (ISS)Estação Espacial Internacional (ISS) ASTRONÁUTICA Cosmonauta Alexander Misurkin e astronauta Joe Acaba trabalham em experimentos de combustão na microgravidade. Cosmonauta Alexander Misurkin e astronauta Joe Acaba trabalham em experimentos de combustão na microgravidade. Variedade de verduras florescem nas estufas da estação espacial. Variedade de verduras florescem nas estufas da estação espacial. Cosmonautas Alexander Misurkin e Anton Shkaplerov atualizam hardware de comunicação e sistemas eletrônicos na parte externa do módulo Zvezda. Cosmonautas Alexander Misurkin e Anton Shkaplerov atualizam hardware de comunicação e sistemas eletrônicos na parte externa do módulo Zvezda. Astronautas Mark Vande Hei (primeiro plano) e Norishige Kanai instalalm mão robótica na parte externa da estação para futuros testes. Astronautas Mark Vande Hei (primeiro plano) e Norishige Kanai instalalm mão robótica na parte externa da estação para futuros testes.
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O 15º EPAST será sediado em Sarandi no ano de 2018. A organização do evento ficará a cargo da CAS - Clube de Astronomia de Sarandi. 3, 2, 1... AND... LIFTOFF! Tina Andreolla, do GEAstro (Pato Branco), passa estandarte do EPAST para André Lopes, do CAS, oficializando Sarandi como a sede da 15ª edição do Encontro Paranaense de Astronomia.
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As luas de Netuno Não sabemos com que bebida William Lassell comemorou a descoberta da lua de Netuno, Tritão, mas foi a cerveja que a tornou possível. Lassell foi um dos grandes astrônomos amadores ingleses do século 19, usando a fortuna que ganhou no ramo da cervejaria para financiar seus telescópios. Ele localizou Tritão em 10 de outubro de 1846 -apenas 17 dias depois de um observatório de Berlim ter descoberto Netuno. Curiosamente, uma semana antes de descobrir o satélite, Lassell pensou ter visto um anel ao redor do planeta. Era uma distorção causada pelo 08 telescópio. Mas quando a Voyager 2 da Nasa visitou Netuno, em 1989, revelou que o gigante gasoso realmente tem anéis, embora sejam muito difusos para que Lassell os tivesse visto. Como Netuno foi batizado com o nome do deus do mar romano, suas luas receberam os nomes de divindades marítimas menores e ninfas da mitologia grega. Tritão (não confundir com a lua de Saturno, Titã) é de longe o maior dos satélites de Netuno. O astrônomo americano Gerard Kuiper (que deu o nome ao Cinturão Kuiper) descobriu a terceira maior lua de Netuno, Nereida, em 1949. Ele não viu Proteus, a segunda maior, porque ela é escura demais e próxima demais do planeta para que os telescópios da época a localizassem. Essa lua ligeiramente não-esférica é considerada no limite da massa possível de um objeto antes que sua gravidade o transforme em esfera. Proteus e cinco outras luas tiveram de esperar a Voyager 2 para ser conhecidas. Todas as seis estão entre os objetos mais escuros encontrados no sistema solar. Astrônomos usando telescópios aperfeiçoados no solo descobriram cinco outros satélites em 2002 e 2003, elevando o total para 13. Um Tour pelo Sistema Solar SISTEMA SOLAR Um Tour pelo Sistema Solar
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A Voyager 2 revelou detalhes fascinantes sobre Tritão. Parte de sua superfície se assemelha à casca de um melão. Vulcões gelados cospem o que é provavelmente uma mistura de nitrogênio líquido, metano e poeira, que se congela instantaneamente e depois cai em forma de neve sobre a superfície. Uma imagem da Voyager 2 mostra uma pluma de gelo com 8 quilômetros de altura estendendo-se por 140 quilômetros na direção do vento. A superfície gelada de Tritão reflete a maior parte da luz do Sol que o atinge, por isso a lua é um dos objetos mais frios do sistema solar, com cerca de -240° C. É a única grande lua do sistema solar que circunda seu planeta em direção contrária à rotação do mesmo (uma órbita retrógrada), o que sugere que um dia pode ter sido um objeto independente que Netuno capturou. O efeito perturbador que isso teria sobre outros satélites talvez explique por que Nereida tem a órbita mais excêntrica de qualquer lua conhecida - numa extremidade da órbita ela fica quase sete vezes mais afastada de Netuno que na outra. AstroNova . N.17 . 2018 09 A gravidade de Netuno age como um aspirador sobre Tritão, em contra-órbita, reduzindo sua velocidade e fazendo-o aproximar-se cada vez mais do planeta. Daqui a milhões de anos, Tritão chegará perto o suficiente para que forças gravitacionais o destruam, possivelmente formando um anel ao redor de Netuno suficientemente brilhante para que Lassell pudesse enxergá-lo." www.nasa.gov Tradução: Luiz Roberto Mendes Gonçalves TRITÃO Tipo: regular Raio: 1353,4 km Característica principal: superfície de cores variadas; movimento de revolução retrógrado, evidenciando que pode ter sido um objeto transnetuniano capturado. PROTEUS Tipo: irregular Raio: 219 km Característica principal: amorfo, como a maioria dos asteróides. NEREIDA Tipo: irregular Raio: 170 km Característica principal: amorfo, como a maioria dos asteróides.
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Plêiades/M45 Astrofotógrafo: Augusto César Araújo Parajuru-CE Dezembro de 2017 Plêiades/M45 Astrofotógrafo: Augusto César Araújo Parajuru-CE Dezembro de 2017
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ASTROFOTOGRAFIA 11 ASTROFOTOGRAFIA Modificação de câmeras para a prática da Carlos Aparecido Domingues [email protected] Modificação em câmeras é uma opção arriscada, porém, mais barata do que o investimento numa câmera CCD. É óbvio que não terá o mesmo resultado, mas você irá se surpreender com os resultados obtidos com uma câmera DSLR. O procedimento de modificação não é fácil, é preciso habilidade e uma boa dose de curiosidade, além de muita pesquisa. Uma câmera CCD comercial, chega custar o mesmo que um carro popular... Você pode ter um resultado muito bom, modificando uma câmera "vintage", como a Canon 350D. Eu compartilho aqui, algo sobre modificação desta câmera, que se dá em três etapas: A) Retirada do filtro de infravermelho Este procedimento terá como efeito o aumento no espectro de atuação da câmera. Uma câmera comum tem o objetivo de capturar a faixa de luz visível. Veja no gráfico, a atuação do filtro original em vermelho. Em azul o espectro ampliado proporcionado pela utilização de outro filtro, no caso Baader AFC/BFC. No entanto outros podem ser usados. B) Resfriamento do sensor Durante o processo de captura das imagens, o ASTROFOTOGRAFIA Modificação de câmeras para a prática da
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AstroNova . N.17 . 2018 12 sensor gera muito ruido, isso provoca uma perda de qualidade, principalmente quando se usa um ISO mais alto para aumentar a sensibilidade e em exposições mais prolongadas. Um sensor, depois de alguns minutos de funcionamento fica com temperatura acima dos 30ºC, podendo chegar perto dos 40ºC. Para reduzir significativamente o nível de ruído, devemos refrigerar o Fonte: www.telescope.bg Figura 2 Figura 1A (sem refrigeração) Figura 1B (com refrigeração) sensor. Veja dark frames (figuras 1A e 1B) com 600s x ISO1600, respectivamente sem refrigeração e com refrigeração. A refrigeração pode-se feita de diversas maneiras, desde a instalação da câmeras em caixas refrigeradas, até com uma modificação mais profunda, com a instalação de um cold finger, "dedo frio", feito em cobre ou alumínio. O melhor metal para se fazer isto seria a prata, pois sua condutividade térmica é muito superior ao do cobre, seguido do ouro e na sequência o alumínio. O cold finger deverá ficar em contato com o sensor, de maneira que o calor gerado no mesmo se dissipe (figura2). O sistema é ativo e usa pastilhas Peltier. Com o isolamento térmico
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AstroNova . N.17 . 2018 13 adequado e alimentação de corrente elétrica, é possível alcançar temperaturas negativas (figura 3). Câmera já montada com o conjunto, cold finger, pastilhas Peltier, dissipador e ventoinha (figura 4). A temperatura no sensor é controlada por um sistema PWM que atua sobre as Pastilhas Peltier. A tensão nas mesmas é de 13,8V x 3,5A. O conjunto tem um termômetro, um aquecedor para prevenir condensação sobre o sensor, e saída para alimentação da câmera. (7,5V). Figura 3 Figura 4 C) Conversão de uma câmera colorida em uma monocromática Este passo é o mais crítico! O que faz com que uma câmera " veja" em cores é uma camada de filtros colocada sobre o sensor. Esta camada é chamada de matriz de Bayer, em homenagem a seu inventor Bryce Bayer em 1976. Em inglês, é chamada de CFA, color filter array matriz de filtros de cores. Existem duas camadas, a primeira, formada por micro lentes e a segunda propriamente os filtros das cores, Vermelho (R), Verde (G) e Azul(B). Quando se raspa a camada de micro lentes e os filtros a imagem formada pela câmera terá uma resolução e sensibilidade aumentadas. Processo extremamente crítico, o risco de perda do sensor é enorme, principalmente no momento da remoção do filtro protetor (placa de vidro especial) que cobre o sensor e durante a raspagem e polimento, nas laterais se encontram microcircuitos eletrônicos e os finíssimos fios de ouro que você não pode nem pensar em tocá- los pois se rompem com facilidade. Mas coragem e mão firme, vamos em frente.
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14 AstroNova . N.17 . 2018 Figura 5 Primeira imagem celeste após modificação. M42, Grande nebulosa de Órion, 2 x 300s ISO 800 - filtro H Alfa - darks, flats, offsetbias aplicados, processado no DSS, Gimp2. Próxima imagem, IC434 Nebulosa Cabeça de Cavalo e NGC2024 nebulosa da Chama. 5 x 300s ISO 1600 - filtro UHC-E, darks, flats e offsetbias aplicados, processados no DSS, Gimp 2, Raw therapee 5,2 A figura 5 traz uma imagem já sem as micro lentes, porém com a camada de filtros. A figura 6 mostra imagem já com a câmera monocromática. Note a “sujeira” sobre o sensor. Figura 6 Trata-se de restos da camada de filtros. Nessas duas imagens, feita com objetiva 18-55, há uma dificuldade de focalizar a imagem. A câmera neste momento captura infravermelho e até ultravioleta. Especificamente neste caso houve pouco tempo para testar e usar a câmera modificada. Nesta região, em dezembro, chove muito. Mas que venham os céus limpos. Estaremos prontos! Carlos Aparecido Domingues é graduado em Química e astrônomo amador. Atualmente trabalha nas fases finais de construção do Observatório Estrela do Sul. Recomendado: Clique a assista ao vídeo: Canon 350D Astrofotografia - Refrigerando, Raspando o sensor e Retirando o filtro infravermelho www.youtube.com/watch?v=64fdO5sFtCc
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Lua Crescente Astrofotógrafo: Newton Cesar Florencio Londrina-PR Janeiro de 2018
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Nebulosa de Orion (M42) e “Loop” de Barnard Astrofotógrafo: Augusto César Araújo Parajuru-CE Dezembro de 2017 Nebulosa de Orion (M42) e “Loop” de Barnard Astrofotógrafo: Augusto César Araújo Parajuru-CE Dezembro de 2017
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1317 Wilson Guerra [email protected] Observe tudo que nos cerca: o solo, os minerais, os objetos que manipulamos; as páginas dos livros que estamos foleando, a tela do computador ou do smartphone. Pense na água que mata nossa sede, que corre nos rios, que enche oceanos e regularmente cai do céu na forma de chuva. Pense nos seres vivos, os animais silvestres ou domésticos. A própria humanidade, nossos amigos e até você mesmo! É incrível, mas tudo isso que está a nossa volta é composto de, no máximo, 92 elementos básicos. São os elementos químicos. O que diferencia o mineral dos seres vivos, o orgânico do inorgânico, o natural de um artefato feito por humanos são apenas as proporções e, principalmente, a forma em como esses elementos estão organizados entre si. No final do século XIX o estudioso e químico russo Dmitri Ivanovich Mendeleyev notou que grupos destes elementos tinham propriedades parecidas. Mais que isto, estas propriedades pareciam se repetir periodicamente. Mendeleyev então organizou os elementos químicos de acordo com esta periodicidade e deu origem assim à Tabela Periódica dos Elementos. Hoje se sabe que há mais de 92 elementos na tabela periódica, mas os últimos são criados A fabricação cósmica dos elementos químicos NUCLEOSSÍNTESE ESTELAR ASTROQUÍMICA NUCLEOSSÍNTESE ESTELAR A fabricação cósmica dos elementos químicos
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Figura 1: Tabela Periódica dos Elementos. Cada elemento é simbolizado com até duas letras de seu nome em Latim. O número superior é chamado de Número Atômico, e diz a quantidade de prótons que existe no núcleo do átomo deste elemento químico. É o número de prótons que diferencia um elemento do outro. AstroNova . N.17 . 2018 artificialmente, não têm muita estabilidade e logo se transmutam em outros mais convencionais (figura 1). É curioso que até praticamente a metade do século XX, ou seja, há pouco mais de 50 anos, não se sabia a origem destes elementos químicos. Até então os cientistas apenas aceitavam suas existências, o que é bem razoável. Mas a Ciência não é um empreendimento intelectual estático. E em pouco tempo descobrimos que a resposta de onde os elementos químicos se originavam estava em todo o Universo. Átomo: a unidade química elementar A menor estrutura que a matéria se conforma, mantendo as propriedades químicas dos elementos é o átomo. A idéia de átomo vem de Grécia Clássica, mas foi abandonada por toda a Idade Média e só foi resgatada com o desenvolvimento da Ciência Moderna. Na matéria, os átomos por sua vez são agregados devidamente organizados de três partículas menores: os elétrons, mais externos, e os nêutrons e os prótons, coesos internamente no núcleo. Desde os experimentos de Rutherford no começo do século XX, é 2018 didático entender que a conformação destas partículas para a formação dos átomos é semelhante ao Sistema Solar (figura 2). Os elementos diferenciam-se quimicamente entre si pelo número de prótons que há nos núcleos de seus átomos. O elemento Hidrogênio (H) tem apenas 1 próton em seu núcleo (número atômico igual a 1, ou Z=1). O átomo do elemento Hélio (He) tem dois prótons no núcleo (Z=2). O elemento Lítio (Li) tem três prótons (Z=3). O elemento Carbono (C), essencial para a Vida como a conhecemos, tem Z=6. O Oxigênio (O) tem Z=8. O Neônio (Ne), gás nobre usado em painéis luminosos, tem Z=10. O Cálcio (Ca), presente em nossos ossos, tem Z=20. O Ferro (Fe), essencial no nosso sangue, tem Z=26. O Cobre (Cu), importante na composição de circuitos elétricos, tem Z=29. O cobiçado Ouro (Au) tem Z=79. O Urânio (U), usando nos reatores nucleares para produção de eletricidade, tem Z=92! Figura 2: um modelo didático de átomo. Os elétrons compõem a parte mais externa, girando na “elestrosfera”. Os elétrons têm carga elétrica negativa. O núcleo é composto de prótons e nêutrons. Os prótons têm carga elétrica positiva e o nêutrons não têm carga. elétron nêutron próton
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19 AstroNova . N.17 . 2018 Nucleossíntese primordial Os elementos mais simples e leves já estavam presentes há muito tempo, pouco depois da fase ultradensa e quente do Universo segundo o modelo do Big Bang. O Hidrogênio, praticamente todo o Hélio e um pouco de Lítio vem dessa fase inicial do atual ciclo do Universo. Esse processo é denominado Nucleossíntese Primordial. Mas e quanto aos quase 90 outros elementos químicos conhecidos na Natureza? A energia disponível da nucleossíntese primordial não seria capaz de produzir a Tabela Periódica inteira! A resposta viria por volta da década de 1930. A energia do Sol No fim do século XIX muitos estudiosos tentaram entender como o Sol (ou qualquer estrela) produz sua energia. Quase todas as hipóteses supunha queima tradicional, como se o Sol fosse uma gigantesca esfera de algo pegando fogo constantemente. É que até então não se conheciam outros processos de geração de luz e calor que não fossem algo parecido com o fogo. Apenas em 1937 que a proposta de Hans Albrecht Bethe deu conta da produção de energia do Sol: a fusão termonuclear. Basicamente sua descoberta era de que a cada quatro núcleos de Hidrogênio (ou seja, 4 prótons) se fundem, depois de uma cadeia de processos, em um núcleo do átomo de Hélio. Neste evento uma grande quantidade de energia é liberada, conferindo toda a fonte de luz e calor de nossa estrela (figura 3). Notemos que, nesse processo, partiu-se do núcleo de um elemento químico (o simples Hidrogênio, com apenas um próton) e obteve-se outro elemento químico, o Hélio, cujo núcleo é maior e tem dois prótons e dois nêutrons. Figura 3: quatro prótons iniciam processo que, por fim, libera energia na forma de raios gama e forma um núcleo de Hélio (2 prótons e 2 nêutrons). Próton Nêutron Pósitron g n Raio Gama Neutrino O Sol então, como qualquer outra estrela, produz novos elementos químicos em seu interior enquanto irradia sua energia. Os subprodutos dessas reações podem ser usados em novos processos, sintetizando núcleos de elementos mais pesados. Eis a Nucleossíntese Estelar. Nucleossíntese estelar Como os prótons têm cargas elétricas iguais (positiva), são necessárias grandes velocidades para que eles vençam a repulsão eletrostática entre si e possam se fundir. Por isso as energias necessárias para que o processo se inicie são altas, exigindo que o núcleo das estrelas estejam muito quentes, na ordem de pelo menos milhões de graus. Conforme a fusão do hidrogênio gera hélio, o próprio hélio pode entrar em novos processos para formar, então, núcleos de elementos mais pesados, como o Berílio e o Carbono (figura 4). Há também reações que usam Carbono e Nitrogênio como Figura 4: reação triplo-alfa (triplo-a): a partir do Hélio, inicia-se síntese de novos elementos. O produto final é Carbono (Z=6). Próton Nêutron gRaio Gama
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AstroNova . N.17 . 2018 2020 Próton Nêutron Pósitron g n Raio Gama Neutrino “catalizadores” (facilitadores das reações), num processo chamado ciclo CNO (figura 5). Esse processo é predominante em estrelas com mais massa que o Sol. Quanto maior a massa da estrela, maior a temperatura de seu núcleo. Com isso novas fusões podem acontecer, sintetizando elementos químicos mais pesados. Em reações de captura de Hélio, o Carbono se funde com um Héilo e forma o Oxigênio (figura 6a). O Oxigênio por sua vez, ao capturar um núcleo de Hélio, forma o Neônio (figura 6b). E o Neônio ao sofrer fusão com outro núcleo de Hélio forma o Magnésio (figura 6c). Em estrelas gigantes, de grande massa, os núcleos estelares são tão quentes que Figura 5: ciclo do carbono, ou ciclo CNO. Figura 6: reações de captura de Hélio Figura 6a Figura 6b Figura 6c Figura 7: outras reações de fusão Figura 7a Figura 7b Figura 7c outras reações de fusão ocorrem, sintetizando elementos químicos ainda mais pesados, como Silício (figura 7a), o Enxofre (figura 7b) e o Ferro (figura 7c). São nestas estrelas maiores que todos os elementos químicos da Tabela Periódica são efetivamente sintetizados. Em todas estas reações há liberação de energia na forma de fótons (radiação eletromagnética, luz e calor). Para além do Ferro A partir do Ferro (Z=26) as reações passam a consumir energia. Elementos químicos de número atômico maior são sintetizados por processos de captura de nêutrons e decaimento beta (b-). Como os nêutrons não têm carga elétrica, eles se fundem com mais facilidade aos núcleos atômicos. Se o núcleo formado é instável, o nêutron pode sofre um decaimento, gerando um próton e um elétron. O elétron escapa na forma de radiação beta e o próton fica no núcleo, aumentado Z em uma unidade e assim gerando um novo elemento químico. Estrutura das estrelas de grande massa Acima de 25 massas solares, conforme a estrela consome seu “combustível nuclear”, os novos elementos mais