Evolução estelar: estrelas e supernovas, fábricas de elementos químicos

As supernovas resultam das explosões de estrelas massivas ou supermassivas, produzindo objetos extremamente brilhantes, mas com o passar do tempo, a sua temperatura e brilho diminuem podendo tornar-se invisíveis. A explosão de uma supernova pode expulsar para o espaço até 90% da matéria de uma estrela. Este material das supernovas deverá colidir com outros restos estelares, talvez para formar novas estrelas, planetas ou luas, ou para servir com material suporte para uma vasta variedade de formas de vida.

Supernova de Kepler ou SN 1604, a supernova observada em 1604. Kepler não foi o seu primeiro observador, mas quem publicou os principais estudos sobre ela. A explosão ocorreu há 20.000 anos atrás, e a sua luz chegou à Terra em 1604. Observa-se uma nuvem de gás e poeira que possui 14 anos-luz de diâmetro e se expande a 2.000 Km por segundo - Fonte: wikipédia

A ciência moderna não tem uma resposta clara sobre o real mecanismo da explosão da supernova e o que resta da estrela original. Pensa-se que o núcleo remanescente poderá formar uma estrela de neutrões ou um buraco negro.
Numa estrela gigante vermelha (ver formação de uma gigante vermelha) resultante de uma estrela massiva ou supermassiva, depois das camadas externas crescerem mais do que cinco massas solares, ela transforma-se em supergigante vermelha. O núcleo começa a perder para a gravidade e a encolher. Quanto mais ele encolhe, mais se torna quente e denso e começa a verificar-se uma nova série de reações nucleares. Essas reações fundem progressivamente elementos mais pesados, adiando temporariamente o colapso do núcleo.

 Nebulosa do Caranguejo é um remanescente de supernova e uma nebulosa de vento de pulsar na constelação do Touro. É a mais forte fonte de radiação eletromagnética persistente no céu e no seu centro está o Pulsar do Caranguejo (estrela de neutrões). A nebulosa foi o primeiro objeto astronómico identificado com uma explosão histórica de supernova - Fonte: wikipédia

Eventualmente, a estrela prossegue para a formação de elementos mais pesados na tabela periódica, até à fusão do silício para o ferro. Até então, a estrela tinha sido mantida pela energia libertada pelas reações de fusão de elementos mais leves, mas o ferro não pode fornecer energia através da fusão, pelo contrário, a fusão do ferro absorve energia. Deste modo não há mais fluxo de energia para se contrapor à enorme força da gravidade, e o interior da estrela colapsa quase instantaneamente, causando uma tremenda explosão de supernova.

Pulsar do Caranguejo, uma estrela de neutrões com 28 a 30 Km de diâmetro, que emite pulsos de radiação que variam desde raios gama a ondas de rádio no espectro eletromagnético, com uma taxa de rotação de 30,2 vezes por segundo - Fonte: wikipédia

Na supernova dá-se a libertação de jactos de neutrinos e muito do material acumulado da estrela, elementos mais leves ou iguais ao ferro, é ejectado para o espaço. Alguma parte desta massa ejetada é bombardeada por neutrinos, criando os materiais mais pesados que o ferro, incluindo elementos radioativos, além do urânio. Sem as supernovas, elementos mais pesados que o ferro não poderiam existir.
Através da fusão nuclear, as estrelas são responsáveis pela formação de todos os elementos que ocorrem naturalmente mais pesados que o hidrogénio e o hélio e até ao ferro. As supernovas criam os elementos mais pesados que o ferro. Este vídeo, em inglês, resume a participação das estrelas e supernovas na formação dos elementos da tabela periódica. O mesmo vídeo, com legendas em português, encontra-se aqui.

Fonte: Wikipédia/NASA/ESA/ESO/Hubble