O Európio é a chave para entender a formação dos elementos pesados pelo processo de captura rápida de nêutrons, o chamado processo-r. Isso é crucial tanto para a formação da metade dos elementos mais pesados que o ferro quanto para a abundância total de tório e urânio no universo. O grupo EUROPIUM combinou simulações astrofísicas teóricas com observações das estrelas mais antigas da nossa galáxia e de galáxias anãs.
As últimas são pequenas galáxias dominadas por matéria escura orbitando nossa galáxia. Galáxias anãs são excelentes objetos de teste para estudar o processo-r, já que algumas das estrelas pobres em metais mais antigas, aquelas que existem por 10 a 13 bilhões de anos, exibiram uma superabundância de elementos do processo-r. Estudos postularam que apenas um único evento rico em nêutrons poderia ser responsável por esse enriquecimento nas menores galáxias anãs.
Com sua descoberta, os pesquisadores em Darmstadt e Heidelberg conseguiram determinar o maior conteúdo de európio já observado – e criaram um novo nome para essas estrelas: “estrelas de európio”. Essas estrelas pertencem à galáxia anã Fornax – uma galáxia esferoidal anã com alto conteúdo estelar. Em sua publicação, o grupo também relata a primeira observação de lutécio em uma galáxia anã e a maior amostra de zircônio observada.
As “estrelas do európio” em Fornax nasceram logo após uma produção explosiva de elementos pesados. Com base na alta abundância de metais estelares, o evento extremo do processo r deve ter ocorrido há cerca de quatro a cinco bilhões de anos. Este é um achado muito raro, pois a maioria das estrelas ricas em európio são muito mais velhas. Portanto, as estrelas de európio fornecem informações sobre a origem dos elementos no universo em um momento muito específico e tardio.
Os elementos pesados são formados pelo processo r na fusão de duas estrelas de nêutrons ou na extremidade explosiva de estrelas massivas com fortes campos magnéticos. O grupo EUROPIUM analisou esses dois eventos de alta energia e realizou estudos detalhados de produção de elementos nesses ambientes. No entanto, devido às ainda grandes incertezas nos dados da física nuclear, não é possível atribuir inequivocamente os elementos pesados nas “estrelas de európio” a um desses ambientes astrofísicos. Experimentos futuros no novo centro de aceleração FAIR no GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung em Darmstadt reduzirão significativamente essas incertezas.
Além disso, o novo projeto de cluster Hessian ELEMENTS, no qual o Professor Arcones é o investigador principal, combinará com exclusividade simulações de fusão de estrelas de nêutrons, cálculos de nucleossíntese com as informações e observações experimentais mais recentes para investigar a questão de longa data: Onde e como são pesados elementos produzidos no universo?
Publicado em 22/05/2021 15h48
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