(ESO / VISTA / J. Emerson)
As origens dos elementos pesados do Sistema Solar, como ouro e platina, têm sido uma fonte de grande interesse para os astrônomos. Uma das teorias mais populares é que elas foram espalhadas no espaço por colisões de estrelas de nêutrons.
Novas pesquisas, no entanto, encontraram outra origem: um tipo de explosão estelar, ou supernova. Estes, afirmam os pesquisadores, podem ser responsáveis por pelo menos 80% dos elementos pesados do Universo.
O tipo específico em questão são as supernovas colapsárias , produzidas por estrelas em rápida rotação, mais de 30 vezes a massa do Sol; eles explodem de maneira espetacular antes de desmoronarem em buracos negros .
"Nossa pesquisa sobre fusões de estrelas de nêutrons nos levou a acreditar que o nascimento de buracos negros em um tipo muito diferente de explosão estelar poderia produzir ainda mais ouro do que fusões de estrelas de nêutrons", disse o físico Daniel Siegel da Universidade de Guelph .
A detecção de colisões de estrelas de nêutrons em 2017 trouxe a primeira evidência sólida de que tais colisões produzem elementos pesados . Nos dados eletromagnéticos produzidos pelo GW 170817 , os cientistas detectaram, pela primeira vez, a produção de elementos pesados, incluindo ouro, platina e urânio.
Como já relatado anteriormente , isso acontece porque uma explosão poderosa, como uma supernova ou uma fusão estelar, pode desencadear o processo rápido de captura de nêutrons, ou r-process - uma série de reações nucleares em que núcleos atômicos colidem com nêutrons para sintetizar elementos mais pesados do que ferro.
As reações precisam acontecer com rapidez suficiente para que o decaimento radioativo não tenha chance de ocorrer antes que mais nêutrons sejam adicionados ao núcleo, o que significa que ele precisa acontecer onde há muitos nêutrons livres flutuando, como uma estrela explodindo.
No caso do GW 170817, esses elementos do processo-r foram detectados no disco de material que floresceu em torno das estrelas de nêutrons depois que elas se fundiram. Enquanto trabalhava na compreensão da física disso, Siegel e sua equipe perceberam que o mesmo fenômeno poderia ocorrer em associação com outras explosões cósmicas.
Então, usando supercomputadores, eles simularam a física das supernovas colapsárias. E menino, eles já atingiram ouro.
"Oitenta por cento desses elementos pesados que vemos devem vir de colapsores", disse Siegel .
"Os colapsores são bastante raros em ocorrências de supernovas, ainda mais raros do que as fusões de estrelas de nêutrons - mas a quantidade de material que são ejetados no espaço é muito maior do que a das fusões de estrelas de nêutrons."
Além disso, as quantidades e a distribuição desses elementos produzidos na simulação eram "surpreendentemente semelhantes" ao que temos aqui na Terra, observou ele.
Então, isso significa que 0,3% dos elementos do processo-r da Terra não vieram de uma colisão de estrelas de nêutrons 4,6 bilhões de anos atrás, como uma equipe diferente de astrônomos encontrou no início deste ano ? Bem, não necessariamente. Sob os parâmetros das simulações de Siegel, até 20% desses elementos ainda poderiam vir de estrelas de nêutrons e quebra de buracos negros .
A equipe espera que o Telescópio Espacial James Webb, atualmente previsto para um lançamento em 2021, possa lançar mais luz sobre o assunto. Seus instrumentos sensíveis poderiam detectar a radiação apontando para uma supernova colapsária em uma galáxia distante, bem como abundâncias elementares através da Via Láctea.
"Tentar descobrir de onde vêm os elementos pesados pode nos ajudar a entender como a galáxia foi montada quimicamente e como a galáxia se formou", disse Siegel .
"Isso pode realmente ajudar a resolver algumas grandes questões em cosmologia, já que os elementos pesados são um bom rastreador".
A pesquisa foi publicada na Nature .
Nenhum comentário:
Postar um comentário