Pesquisadores modelaram uma tabela periódica mostrando as origens estelares de elementos - do carbono ao urânio - e perceberam que existe mais ouro no cosmos do que a teoria atual dá conta
O valor do ouro vai além da sua beleza ou raridade. Condutor de eletricidade, resistente à corrosão, excepcionalmente maleável e biocompatível, o material é usado em aplicações médicas, na eletrônica e até nos discos fonográficos que estão a bordo de ambas as naves Voyager, da Nasa.
Mas apesar da sua importância (inclusive histórico-cultural), não sabemos exatamente como o ouro é criado. Era um mistério para os alquimistas em busca da Pedra Filosofal e continua sendo para os químicos modernos. Acredita-se que todos os elementos mais pesados que o ferro são forjados e espalhados pelo universo em poderosíssimas estrelas de nêutrons.
Mas uma análise recente revelou um problema: de acordo com os novos modelos de evolução química galáctica, as colisões de estrelas de nêutrons não dão conta de explicar a quantidade de ouro no cosmos. O trabalho, publicado no Astrophysical Journal, produziu uma nova tabela periódica, que indica as origens estelares de elementos que ocorrem naturalmente, do carbono ao urânio.
A Tabela Periódica mostrando elementos de ocorrência natural até o urânio. A cor indica origem estelar. Imagem: Chiaki Kobayashi/Sahm Keily
Todo o hidrogênio do universo (incluindo cada molécula dele na Terra), foi criado no Big Bang, bem como a maior parte do hélio e do lítio. O resto dos elementos naturais são criados por diferentes processos que acontecem dentro das estrelas. "Podemos pensar nas estrelas como panelas de pressão gigantes onde novos elementos são criados", explicou a coautora do artigo, Amanda Karakas.
"As reações que produzem esses elementos também fornecem a energia que mantém as estrelas brilhando por bilhões de anos. Conforme as estrelas envelhecem, elas produzem elementos cada vez mais pesados na medida em que seu interior se aquece", completa a pesquisadora.
Imagina-se que parte dos elementos mais pesados que o ferro, como o tório e o urânio, surgem quando estrelas de nêutrons colidem (um fenômeno teorizado que foi finalmente confirmado em 2017). Mas as análises feitas por Karakas e seus colegas Chiaki Kobayashi e Maria Lugaro revelam que o papel das estrelas de nêutrons pode ter sido superestimado, e que outro processo estelar deve ser responsável pela criação da maioria dos elementos pesados.
"As fusões de estrelas de nêutrons não produziram elementos pesados o suficiente no início da vida do universo, e ainda não produzem agora, 14 bilhões de anos depois", acredita Karakas. "Simplesmente não há colisões suficientes para explicar a abundância desses elementos hoje em dia", completa.
A sugestão dos pesquisadores é que elementos pesados são criados por um tipo totalmente diferente de fenômeno estelar: supernovas que colapsam enquanto giram muito rápido e geram fortes campos magnéticos. Origens para outros elementos também deve ser revista: os pesquisadores estabeleceram que estrelas menores do que cerca de oito vezes a massa do Sol produzem carbono, nitrogênio e flúor, bem como metade de todos os elementos mais pesados que o ferro.
Estrelas enormes com cerca de oito vezes a massa do Sol que também explodem como supernovas no final de suas vidas e produzem desde o carbono até o ferro, incluindo a maior parte do oxigênio e do cálcio - necessários para a vida. ?Além do hidrogênio, não existe um único elemento que possa ser formado apenas por um tipo de estrela?, explica Kobayashi.
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