O ouro das nossas joias é de outro mundo.
© NASA (ilustração de um colapsar)
Numa descoberta que pode derrubar a nossa compreensão de onde os elementos pesados da Terra surgiram, como ouro e platina, uma nova pesquisa efetuada pelo físico Daniel Siegel, da Universidade de Guelph, sugere que a maior parte destes materiais foram expelidos por um tipo de explosão estelar largamente negligenciada, bem longe no espaço e no tempo.
Cerca de 80% dos elementos pesados do Universo formaram-se provavelmente em colapsares, uma forma rara de explosão de supernova, mas rica em elementos pesados, após o colapso de estrelas massivas e velhas tipicamente 30 vezes mais massivas do que o nosso Sol.
Esta descoberta anula a ideia generalizada de que estes elementos vêm principalmente de colisões entre estrelas de nêutrons ou entre uma estrela de nêutrons e um buraco negro.
Usando supercomputadores, os cientistas simularam a dinâmica dos colapsares, ou estrelas antigas cuja gravidade faz com que implodam e formem buracos negros.
No seu modelo, os colapsares massivos e com rápida rotação ejetam elementos pesados, cujas quantidades e distribuição são surpreendentemente semelhantes ao que observamos no nosso Sistema Solar.
A maioria dos elementos encontrados na natureza foram produzidos em reações nucleares em estrelas e, finalmente, expelidos por enormes explosões estelares.
Os elementos pesados encontrados na Terra e em outras partes do Universo, de explosões remotas, variam de ouro a platina, de urânio a plutônio usados em reatores nucleares, até elementos químicos mais exóticos como o neodímio, encontrado em produtos eletrônicos.
Até agora, os cientistas pensavam que estes elementos eram produzidos principalmente em colisões estelares envolvendo estrelas de nêutrons ou buracos negros, como numa colisão entre duas estrelas de nêutrons observada por detectores terrestres em 2017.
Ironicamente, os pesquisadores começaram trabalhar para entender a física desta fusão antes das suas simulações apontarem para os colapsares como uma incubadora de elementos pesados. "A nossa investigação sobre estrelas de nêutrons levou-nos a pensar que o nascimento de buracos negros, num tipo muito diferente de explosão estelar, podia produzir ainda mais ouro do que as fusões entre estrelas de nêutrons," disse Siegel.
O que aos colapsares falta em frequência, compensa no fabrico de elementos pesados, realçou Siegel. Os colapsares também produzem emissões intensas de raios gama.
A equipe espera agora ver o seu modelo teórico validado por observações. Os instrumentos infravermelhos como os do telescópio espacial James Webb, com lançamento previsto para 2021, devem ser capazes de detectar a radiação indicadora de elementos pesados de um colapsar numa galáxia distante.
Os astrônomos também podem detectar evidências de colapsares observando as quantidades e a distribuição de elementos pesados em outras estrelas da nossa Via Láctea, fornecendo pistas da sua formação.
Este ano assinala-se o 150.º aniversário da criação da tabela periódica dos elementos químicos de Dmitri Mendeleev. Desde então, os cientistas acrescentaram muitos outros elementos à tabela periódica, um marco dos livros escolares e científicos de todo o mundo.
Referindo-se ao químico russo, Siegel disse: "Conhecemos muitos outros elementos químicos que ele não conhecia. O que é fascinante e surpreendente é que, após 150 anos estudando os blocos fundamentais da natureza, ainda não entendemos bem como o Universo produz uma grande parte dos elementos da tabela periódica."
Esta pesquisa foi publicada na revista Nature.
Fonte: University of Guelph
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