Elementos antigos forjados mais pesados do que qualquer coisa já encontrada na natureza

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Elementos antigos forjados mais pesados do que qualquer
coisa já encontrada na natureza
As estrelas no início do tempo devem ter sido capazes de criar elementos muito mais pesados do que
qualquer coisa que já tenha sido encontrada naturalmente ocorrendo na Terra, ou em tudo no Universo
mais amplo.
Essa é a conclusão que uma equipe de astrônomos liderada por Ian Roederer, da Universidade de
Michigan, desenhou depois de examinar 42 estrelas na Via Láctea, cujas abundâncias químicas só
podem ser explicadas pela produção anterior de elementos com massas atômicas superiores a 260.
A maioria dos elementos do Universo – praticamente qualquer coisa mais pesada que o hidrogênio, na
verdade – foram criados por estrelas. A primeira maneira de serem criados é a fusão. No centro de uma
estrela está basicamente um motor que muda os átomos para criar elementos mais pesados.
O elemento mais pesado que este processo pode produzir é o ferro. A fusão de ferro em elementos mais
pesados requer muito mais energia do que gera, e assim, nesse ponto, a estrela se autodestrui.
Outra maneira tem a ver com essa autodestruição. Em explosões de supernovas como uma estrela
morre, e explosões de quilonova onde duas estrelas de nêutrons batem uma na outra, as condições
tornam-se adequadas para o rápido processo de captura de nêutrons, ou processo r.
Isto é, quando há tantos nêutrons soltos flutuando ao redor que eles schloop em núcleos disponíveis,
formando um elemento mais pesado. Precisa de um ambiente realmente extremo e energético para
acontecer, como uma supernova.
E isso acontece muito rapidamente, também – daí a parte “rápida” no nome. Este é confirmado como o
processo que produz elementos como ouro, platina, tório e urânio. Mas ainda há muito que não sabemos
sobre como os elementos são criados.
https://www.sciencealert.com/neutron-star-collision-caught-forging-heavy-metals-in-a-jwst-first
https://www.sciencealert.com/neutron-star-collisions-may-not-be-making-much-gold-after-all
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“Temos uma ideia geral de como o processo r funciona, mas as condições do processo são bastante
extremas”, explica Roederer.
“Não temos uma boa noção de quantos tipos diferentes de sites no Universo podem gerar o processo r,
não sabemos como o processo r termina, e não podemos responder a perguntas como, quantos
nêutrons você pode adicionar?
"Ou, quão pesado pode ser um elemento? Então, decidimos olhar para elementos que poderiam ser
feitos por fissão em algumas estrelas antigas bem estudadas para ver se poderíamos começar a
responder a algumas dessas perguntas.
Outra maneira de sabermos que os elementos podem ser formados é pela fissão nuclear. É quando, em
vez de se fundir, um átomo se separa e o resultado é um elemento menos massivo.
As composições químicas das 42 estrelas na Via Láctea Roeder e sua equipe foram bem estudadas e
estabelecidas.
As primeiras estrelas do Universo eram predominantemente compostas de hidrogênio. Eles criaram
elementos em seus núcleos e morreram, semeando o espaço circundante com elementos que foram
tomados em gerações subsequentes de estrelas.
As estrelas estudadas pela equipe são conhecidas por terem elementos produzidos pelo processo r
durante explosões de supernovas.
Mas os pesquisadores não estavam procurando por elementos de processo r. Eles estavam procurando
por elementos que pudessem ser produtos de fissão, como rutênio, ródio, paládio e prata. E, em vez de
olhar para as estrelas individualmente, como é geralmente o caso, os pesquisadores as examinaram
como um grupo.
https://youtu.be/3anKed0JxDM
https://www.eurekalert.org/news-releases/1010233
https://www.sciencealert.com/what-is-nuclear-fission
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E encontraram um padrão. A presença de certos outros elementos é esperada em certas proporções de
abundância se os metais que a equipe olhou foram produzidos pelo processo r. Essas proporções não
estavam presentes. Isso sugere, a equipe concluiu que os elementos em questão foram produzidos por
fissão.
Isso significa que as primeiras estrelas de onde esses metais vieram devem ter produzido elementos
muito mais pesados, maiores do que uma massa atômica de 260, que posteriormente se dividiram para
formar elementos mais leves e mais estáveis.
Nunca observamos esses elementos que ocorrem naturalmente, em qualquer lugar. Nós os vimos no
laboratório, mas suas meias-vidas são tão curtas que decaem quase imediatamente.
No entanto, a pesquisa mostra que procurar seus potenciais produtos de fissão pode nos dizer quão
provável ou comum sua formação pode ser, lá fora no Universo mais amplo.
“Esses 260 são interessantes porque não detectamos nada que seja pesado no espaço ou naturalmente
na Terra, mesmo em testes de armas nucleares”, diz Roederer.
“Mas vê-los no espaço nos dá orientação de como pensar em modelos e fissão – e pode nos dar uma
visão de como a rica diversidade de elementos veio a ser.”
A pesquisa foi publicada na Science.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1010233
http://www.science.org/doi/10.1126/science.adf1341