Com exceção do hidrogênio, do hélio e do lítio, criados nos instantes iniciais do Universo, os demais elementos químicos encontrados na natureza foram forjados em gigantescas fornalhas espalhadas pelo cosmos — as estrelas. Para além do hélio, carbono e oxigênio, elementos mais pesados são fabricados no interior das maiores e mais brilhantes Supergigantes.
Ao deslocar-se, em direção às regiões superiores do Diagrama Cor-Magnitude, uma estrela da Sequência Principal avança, também, para as fases finais de sua existência no cosmos. A primeira parada desta jornada inicia-se com o esgotamento do combustível presente em seu núcleo, provocando a queima de hidrogênio ao redor da região central e uma intensa expansão das camadas mais externas. Agora, posicionada no ramo da Gigantes Vermelhas, a estrela inicia a queima do hélio para dar origem a elementos mais pesados: o carbono que nos constitui, e o oxigênio que respiramos.
Com a redução da fusão do hélio no núcleo desses astros, os gases que envolvem a região central são comprimidos pela força da gravidade. Como resultado, a temperatura aumenta ao ponto de iniciar a fusão do hélio em uma região ao redor do núcleo (conhecida como casca), produzindo uma grande energia que expande ainda mais os gases das camadas externas. Neste momento, chegamos à segunda parada de nosso trajeto, caracterizada pela transformação do astro em uma Supergigante, fase evolutiva em que encontram-se algumas das maiores e mais brilhantes estrelas do Universo.
Acima das três estrelas brilhantes do cinturão de Órion, está localizada a Betelgeuse, a estrela supergigante vermelha mais próxima do sistema solar.
Créditos da imagem: Adam Block / Steward Observatory / University of Arizona
É no interior desses imensos corpos celestes, com temperatura típica de 3000 K e raio 400 vezes maior que o do Sol, que elementos mais pesados que o carbono e o oxigênio são formados, como o magnésio, o silício e o fósforo. O ferro, com o qual os seres humanos constroem armas, ferramentas e estruturas arquitetônicas gigantescas para as dimensões terrestres, também são originados no interior das Supergigantes. A cada estágio de fusão, quando um elementos mais pesado passa a ser formado de outro, mais leve, uma nova casca de matéria é adicionada ao redor do núcleo, criando uma estrutura de múltiplas camadas que se assemelha ao interior de uma cebola.
Supergigantes têm uma vida relativamente curta em termos astronômicos, de aproximadamente alguns milhões a dezenas de milhões de anos. Em seus momentos finais de existência, diferentes caminhos podem ser traçados pelo astro, todos levando-o a espalhar uma grande quantidade de matéria para o meio interestelar. As menores Supergigantes, não apresentando massa suficiente para fundir o carbono e o oxigênio em seus núcleos, ejetam suas camadas na forma de uma nebulosa planetária, protagonizando uma das cenas mais belas de todo o cosmos. Com um fim distinto, mas não menos impressionante, Supergigantes de maior massa colapsam seus núcleos de ferro em intensas e brilhantes explosões, conhecidas como Supernovas, dando origem à estrelas de neutrons ou aos famosos buracos negros.
O material resultante dessa explosão, os restos mortais de sua estrela originária, pode atingir velocidades de até 10 mil quilômetros por segundo, e a enorme quantidade de energia ultrapassa o brilho de até 100 bilhões de estrelas como o Sol. À medida que as camadas da estrela são expulsas violentamente para o espaço, cria-se uma grande variedade de elementos pesados da Tabela Periódica e a maior parte da poeira encontrada no meio interestelar. Ao lado de outros eventos catastróficos, como colisões de estrelas de neutrons e a fusão buracos negros, as supernovas dão origem à ondas gravitacionas, isto é, ondulações no tecido do espaço-tempo. Em 2017, uma equipe de astrofísicos(as) liderados pela brasileira Marcelle Soares-Santos se utilizou da detecção dessas ondas para captar, pela primeira vez na história, a luz proveniente de uma colisão de estrelas de nêutrons, feito de grande importância para a nossa compreensão do Universo.
