No início, o universo criou três elementos: hidrogênio, hélio e lítio. Não há muito que você possa fazer com esses elementos simples, a não ser deixar a gravidade transformá-los em estrelas, galáxias e buracos negros. Mas as estrelas têm o poder da alquimia. Dentro de seus corações, eles podem fundir esses elementos em novos. Carbono, nitrogênio, oxigênio e outros, tudo até o elemento pesado do ferro. Quando essas primeiras estrelas explodiram, elas espalharam os novos elementos pelo cosmos, criando planetas, novas estrelas e até nós.
É um pensamento profundo perceber que somos filhos das estrelas. Mas essa visão também é excessivamente simplista. Apenas as estrelas mais massivas explodem como supernovas brilhantes, e muitos dos elementos mais pesados criados na explosão não serão espalhados. Apenas metade do carbono que vemos vem de supernovas. A outra metade vem de estrelas de massa inferior que se expandem para gigantes vermelhas à medida que morrem. Muito do ferro que vemos vem das supernovas do Tipo Ia, não do tipo mais comum de colapso do núcleo.
Depois, há a origem dos elementos mais pesados que o ferro. Nos ciclos de fusão padrão de estrelas, os membros da tabela periódica além do ferro não podem ser produzidos, uma vez que criá-los rouba a energia da estrela em vez de devolvê-la. Há muito se pensa que esses elementos mais pesados, como prata e ouro, são criados quando duas estrelas de nêutrons densas colidem. O ouro da sua aliança de casamento se formou na fusão de duas estrelas em uma.
Embora o conto cósmico dos elementos seja em grande parte preciso, um novo estudo descobriu que ainda há muitos mistérios nos detalhes. Neste trabalho, a equipe examinou as várias maneiras pelas quais cada elemento estável, do carbono ao urânio, pode ser produzido na galáxia. Eles derivaram uma cadeia evolutiva, calculando a abundância teórica de cada elemento e, em seguida, compararam seu modelo às abundâncias observadas em nossa galáxia.
Seu modelo funcionou particularmente bem para os elementos através do ferro, mas eles descobriram que nossas premissas padrão não podem levar em conta os elementos mais pesados. Em particular, dada a taxa passada e atual de colisões de estrelas de nêutrons, a quantidade de elementos pesados que eles podem produzir é menor do que observamos.
Muitos dos elementos pesados devem ser formados em supernovas raras que ocorrem quando uma estrela em rotação rápida gera um forte campo magnético ao entrar em colapso. Em geral, eles descobriram que todos os elementos são produzidos de várias maneiras. Não existe um processo astrofísico através do qual o carbono é feito, ou ferro, ou urânio.
O estudo também levantou um mistério sobre a origem do ouro. Seu modelo pode explicar a maioria das abundâncias, mas seu modelo não pode explicar a quantidade de ouro que vemos na galáxia. A fusão de estrelas de nêutrons realmente produz ouro, mas também deve haver algum outro processo que ainda não entendemos.
Ao longo da história, o ouro foi visto como um material quase mágico, maleável, facilmente forjado e com um brilho eterno. Este metal precioso também pode conter o segredo da alquimia do cosmos.
Publicado em 20/09/2020 02h15
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