Uma equipe internacional de pesquisadores descobriu que as estrelas antigas eram capazes de produzir elementos com massas atômicas maiores do que 260, mais pesados do que qualquer elemento da tabela periódica encontrado naturalmente na Terra.
A descoberta aprofunda nossa compreensão da formação de elementos nas estrelas.
Nós somos, literalmente, feitos de poeira de estrelas. As estrelas são fábricas de elementos, onde os elementos constantemente se fundem ou se quebram para criar outros elementos mais leves ou mais pesados.
Quando nos referimos a elementos leves ou pesados, estamos falando de suas massas atômicas. De modo geral, a massa atômica é baseada no número de prótons e nêutrons no núcleo de um átomo desse elemento.
Os elementos mais pesados só são conhecidos por serem criados em estrelas de nêutrons, através do processo de captura rápida de nêutrons, ou r-processo. Imagine um único núcleo atômico flutuando em uma sopa de nêutrons. De repente, um monte desses nêutrons fica preso ao núcleo em um período de tempo muito curto – geralmente em menos de um segundo – e depois passa por algumas mudanças internas de nêutron para próton, e voilà! Um elemento pesado, como ouro, platina ou urânio, se forma.
Os elementos mais pesados são instáveis ou radioativos, o que significa que eles decaem ao longo do tempo. Uma maneira de fazer isso é se dividindo, um processo chamado fissão.
“O r-processo é necessário se você quiser fazer elementos que são mais pesados do que, digamos, chumbo e bismuto”, diz Ian Roederer, professor associado de física na North Carolina State University e autor principal da pesquisa. Roederer trabalhava anteriormente na Universidade de Michigan.
“Você tem que adicionar muitos nêutrons muito rapidamente, mas o problema é que você precisa de muita energia e muitos nêutrons para fazer isso”, diz Roederer.
“Nós temos uma ideia geral de como o r-processo funciona, mas as condições do processo são bastante extremas”, diz Roederer. “Nós não temos uma boa noção de quantos tipos diferentes de locais no universo podem gerar o r-processo, nem de como o r-processo termina.”
Os pesquisadores analisaram a luz emitida por 15 estrelas antigas, localizadas a cerca de 10 mil anos-luz da Terra, usando o telescópio Magellan Clay, no Chile. Eles descobriram que essas estrelas tinham traços de elementos pesados, como tálio, polônio e astato, que têm massas atômicas entre 204 e 219. Esses elementos são produtos de fissão de elementos ainda mais pesados, que devem ter sido criados pelo r-processo nas estrelas.
“Isso nos mostra que o r-processo nas estrelas antigas foi capaz de produzir elementos com massas atômicas maiores do que 260, que é o limite superior dos elementos que podemos estudar na Terra”, diz Roederer. “Isso nos dá uma nova janela para entender como os elementos pesados se formaram no universo.”
O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy e contou com a participação de pesquisadores da Austrália, Brasil, China, Dinamarca, Estados Unidos, França, Itália e Reino Unido.
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