(Imagem: © NASA / Swift / Dana Berry)
Algo está espalhando ouro por todo o universo. Mas ninguém sabe o que é.
Algo está chovendo ouro em todo o universo. Mas ninguém sabe o que é.
Aqui está o problema: o ouro é um elemento, o que significa que você não consegue sobreviver às reações químicas comuns – embora os alquimistas tentassem durante séculos. Para fazer o metal brilhante, você precisa ligar 79 prótons e 118 nêutrons para formar um único núcleo atômico. Essa é uma intensa reação de fusão nuclear. Mas essa fusão intensa não acontece com frequência suficiente, pelo menos não nas proximidades, para formar o gigantesco tesouro de ouro que encontramos na Terra e em outras partes do sistema solar. E um novo estudo descobriu que a origem do ouro mais comumente teorizada – colisões entre estrelas de nêutrons – também não pode explicar a abundância de ouro. Então, de onde vem o ouro? Existem algumas outras possibilidades, incluindo supernovas tão intensas que viram uma estrela do avesso. Infelizmente, mesmo esses fenômenos estranhos não podem explicar o quão apagado é o universo local, segundo o novo estudo.
As colisões de estrelas de nêutrons criam ouro ao esmagar brevemente prótons e nêutrons em núcleos atômicos e, em seguida, expelir esses núcleos pesados recém-ligados pelo espaço. Supernovas regulares não podem explicar o ouro do universo porque estrelas com massa suficiente para fundir ouro antes de morrer – o que é raro – tornam-se buracos negros quando explodem, disse Chiaki Kobayashi, astrofísico da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido, e chumbo autor do novo estudo. E, em uma supernova normal, esse ouro é sugado para o buraco negro.
E quanto àqueles supernovas mais estranhas que lançam estrelas? Este tipo de explosão estelar, a chamada supernova magneto-rotacional, é “uma supernova muito rara, girando muito rápido”, disse Kobayashi ao Live Science.
Durante uma supernova magneto-rotacional, uma estrela moribunda gira tão rápido e é destruída por campos magnéticos tão fortes que se vira do avesso ao explodir. Ao morrer, a estrela lança jatos de matéria incandescente para o espaço. E como a estrela foi virada do avesso, seus jatos estão repletos de núcleos de ouro. Estrelas que fundem ouro são raras. Estrelas que fundem ouro e depois o lançam no espaço assim são ainda mais raras.
Mas mesmo as estrelas de nêutrons mais as supernovas magneto-rotacionais juntas não podem explicar a abundância de ouro da Terra, Kobayashi e seus colegas descobriram.
“Essa questão tem dois estágios”, disse ela. “Número um é: fusões de estrelas de nêutrons não são suficientes. Número dois: mesmo com a segunda fonte, ainda não podemos explicar a quantidade observada de ouro.”
Estudos anteriores estavam certos de que as colisões de estrelas de nêutrons liberam uma chuva de ouro, disse ela. Mas esses estudos não explicaram a raridade dessas colisões. É difícil estimar com precisão a frequência com que pequenas estrelas de nêutrons – elas próprias os remanescentes ultradensos de supernovas antigas – se chocam. Mas certamente não é muito comum: os cientistas viram isso acontecer apenas uma vez. Mesmo estimativas aproximadas mostram que eles não colidem com a freqüência suficiente para produzir todo o ouro encontrado no sistema solar, Kobayashi e seus co-autores descobriram.
“Este artigo não é o primeiro a sugerir que as colisões de estrelas de nêutrons são insuficientes para explicar a abundância de ouro”, disse Ian Roederer, astrofísico da Universidade de Michigan, que busca vestígios de elementos raros em estrelas distantes.
Mas o novo artigo de Kobayashi e seus colegas, publicado em 15 de setembro no The Astrophysical Journal, tem uma grande vantagem: é extremamente completo, disse Roederer. Os pesquisadores despejaram sobre uma montanha de dados e os conectaram em modelos robustos de como a galáxia evolui e produz novos produtos químicos.
“O artigo contém referências a 341 outras publicações, o que representa cerca de três vezes mais referências do que os artigos típicos do The Astrophysical Journal hoje em dia”, disse Roederer ao Live Science.
Reunir todos esses dados de maneira útil, disse ele, equivale a um “esforço hercúleo”.
Usando essa abordagem, os autores foram capazes de explicar a formação de átomos leves como o carbono-12 (seis prótons e seis nêutrons) e tão pesados quanto o urânio-238 (92 prótons e 146 nêutrons). É uma gama impressionante, disse Roederer, cobrindo elementos que geralmente são ignorados nesses tipos de estudos.
Principalmente, a matemática funcionou.
As colisões de estrelas de nêutrons, por exemplo, produziram estrôncio em seu modelo. Isso corresponde às observações do estrôncio no espaço após a colisão de estrelas de nêutrons que os cientistas observaram diretamente.
Supernovas magneto-rotacionais explicaram a presença de európio em seu modelo, outro átomo que se provou difícil de explicar no passado.
Mas o ouro continua um enigma.
Algo lá fora que os cientistas não conhecem deve estar fazendo ouro, disse Kobayashi. Ou é possível que colisões de estrelas de nêutrons produzam muito mais ouro do que os modelos existentes sugerem. Em ambos os casos, os astrofísicos ainda têm muito trabalho a fazer antes de poderem explicar de onde veio todo esse brilho sofisticado.
Publicado em 01/10/2020 23h36
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