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Como fusão de estrelas a milhões de anos-luz trouxe ouro, chumbo e outros metais à Terra?

Publicado 17 Out 2017 – 11:29 AM EDT | Atualizado 27 Mar 2019 – 08:47 AM EDT
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A recente detecção das ondas gravitacionais e eletromagnéticas geradas a partir de uma fusão de estrelas de nêutron a 130 milhões de anos luz alarga - e muito - o horizonte da investigação sobre a origem e o funcionamento do universo. Mas ela foi capaz também de revelar aos cientistas a resposta para outro mistério: como são produzidos os metais pesados, como chumbo, ouro e platina?

Energia da fusão de estrelas gera metais pesados

Os observatórios Ligo e Virgo, além de mais de outros 70 telescópios, puderam identificar com alta precisão as características das ondas que passaram pela Terra no dia 17 de agosto. Eles sabem que se tratavam de duas estrelas de nêutron, cujos núcleos são extremamente densos.

Embora sejam pequenas (cerca de 20 km de diâmetro) e não tão massivas (os cientistas divulgaram que as estrelas envolvidas na fusão tinham 1,1 e 1,6 vezes a massa do Sol), tais estrelas de nêutron têm densidade incomparável: para uma medida equivalente a uma colher de chá de seu material, há mais de um bilhão de toneladas.

Quando se fundem, dão origem a uma kilonova, fenômeno cujo brilho é mil vezes mais intenso que uma supernova.

Quando se colidem e se fundem, geram energia tão grande que dão origem a dois fenômenos: as rajadas curtas de raios gama e a elementos pesados, que só podem ser sintetizados nessas condições extremas das kilonovas.

Há mais ouro no universo do que se imaginava

Os cientistas já haviam previsto que era, de fato, a fusão de duas estrelas de nêutrons o ponto de ignição para que ocorressem reações químicas nucleares a ponto de formar núcleos atômicos pesados, como no caso destes elementos. Mas até então não se sabia exatamente como e quanto de metais tal fenômenos geraria. E o que os cientistas viram surpreendeu.

Notaram que a fusão de estrelas de nêutrons é quase uma mina cósmica. No evento observado, o volume de elementos pesados, como ouro e platina, foi maior do que se imaginava: cerca de 10 massas terrestres.

Os pesquisadores podem, enfim, concluir que o ouro que vemos na Terra foi gerado em uma fusão de estrelas de nêutron de pelo menos 5 bilhões de anos atrás.

De onde surgiram outros elementos químicos

A teoria majoritária para explicar a origem do universo é da ocorrência do Big Bang, há 14 bilhões de anos. Após a explosão, o universo ficou tomado por um gás uniforme e instável composto apenas de elementos leves, caso do hidrogênio e do hélio.

Essa instabilidade gerou e formou corpos celestes. Quando as primeiras estrelas nasceram, seu núcleo concentrava quantidade de energia tal que era suficiente para forjar elementos mais pesados, como o oxigênio, o carbono e o ferro.

Entenda as ondas gravitacionais

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