É a primeira vez que um elemento mais pesado que o ferro é encontrado após a fusão de duas estrelas de nêutrons

O processo “r” em física nuclear é um dos processos responsáveis pela criação de elementos mais pesados que o ferro. Para entendermos o que está em jogo, devemos pensar um pouco nos elementos químicos que conhecemos. Hidrogênio, hélio, lítio, mercúrio, ferro, plutônio, etc, são átomos pertencentes à tabela periódica, e consequentemente foram criados por algum processo na natureza, em algum lugar do cosmos. Mas por qual processo, e onde?

Os elementos mais abundantes que conhecemos são criados continuamente no núcleo das estrelas. O hélio, por exemplo, é criado continuamente no núcleo das estrelas anãs, como o sol. A luz solar que nos atinge é fruto desse processo de criação de hélio através do hidrogênio, que é o elemento mais simples existente na natureza: possui apenas um próton e um elétron. Depois que uma estrela “queima” todo seu hidrogênio em hélio, através da fusão nuclear, ela começa a criar elementos ditos mais pesados, ou seja, com mais prótons e nêutrons.

No entanto, o núcleo das estrelas somente cria elementos mais leves que o ferro. Elementos mais pesados que o ferro não podem ser criados através da fusão nuclear. Então, como eles são criados? E onde?

A física nuclear possui basicamente dois tipos de processos de criação de elementos mais pesados. O processo “r” e o processo “s”. Estima-se que o processo “r” seja responsável pela criação de metade dos elementos mais pesados que o ferro. O problema é que ninguém sabia exatamente onde esses processos aconteciam. Acredita-se que a explosão das supernovas seja um dos geradores do processo “r”, assim como também a fusão de estrelas de nêutrons.

Mas ninguém ainda havia observado a ocorrência desse processo ou obtido evidências concretas de sua realização. Até a semana passada. Em um estudo publicado na prestigiosa revista Nature, uma equipe internacional de pesquisadores alegou ter descoberto evidências de estrôncio em uma fase chamada ‘kilonova’, que aparece pouco tempo depois da fusão de duas estrelas de nêutrons. Como o estrôncio é um elemento mais pesado que o ferro, essa é a primeira evidência real de que o processo “r” realmente ocorre após esse fenômeno astrofísico.

A descoberta da kilonova chamada de AT2017gfo somente foi possível através da observação das ondas gravitacionais geradas pela fusão das estrelas de nêutrons. Dessa forma, o astrônomos puderam apontar o telescópio para aquela região e investigar o espectro de tal objeto. O espectro de um objeto astrofísico é utilizado, geralmente, para estudar a estrutura atômica e molecular do mesmo. Foi através da mensuração do espectro das estrelas que os cientistas descobriram, no final do século XIX, que a maioria das estrelas são formadas basicamente de hidrogênio e hélio.

Agora os cientistas sabem, finalmente, ao menos um dos locais onde o processo “r” ocorre, e consequentemente ao menos uma das origens dos elementos mais pesados que o ferro.

O artigo da Nature pode ser encontrado em
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1676-3

João Paulo Morais é graduado em astronomia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro e doutor em física pela Universidade Federal da Paraíba.

Author: João Paulo Morais

Bacharel em Astronomia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. Mestre e doutor em física pela Universidade Federal da Paraíba, com estágio de doutoramento na Jacobs University, Bremen.

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