Uma pesquisa recente liderada por Ian Roederer da Universidade de Michigan lança luz sobre a formação de elementos pesados no universo primitivo. Seu estudo, baseado na análise de 42 estrelas na Via Láctea, sugere que estrelas no início dos tempos foram capazes de criar elementos com números atômicos maiores que 260. Esses elementos são significativamente mais pesados do que qualquer elemento naturalmente encontrado na Terra ou no universo conhecido. As composições químicas dessas estrelas indicam que elas contêm elementos que só poderiam ter sido produzidos pela geração anterior de elementos ainda mais pesados.
Processos de formação de elementos nas estrelas
As estrelas desempenham um papel crucial na criação de elementos no universo. O núcleo de uma estrela funciona como um motor de fusão, fundindo átomos para formar elementos mais pesados. No entanto, esse processo tem seus limites. A fusão nas estrelas pode produzir elementos até o ferro, além do qual a fusão de elementos mais pesados consome mais energia do que gera, levando à destruição da estrela.
O estudo se concentra em dois métodos principais de criação de elementos nas estrelas: fusão e fissão nuclear. A fusão envolve a combinação de elementos mais leves para formar elementos mais pesados, com o ferro sendo o elemento mais pesado formado por esse processo. Por outro lado, a fissão nuclear ocorre quando um átomo se divide em elementos mais leves. A equipe de pesquisa, em sua análise das 42 estrelas, buscou identificar elementos que são provavelmente produtos da fissão, como rutênio, ródio, paládio e prata.
Implicações e descobertas do estudo
As descobertas da equipe sugerem a existência de elementos mais pesados do que os atualmente conhecidos, indicando que estrelas primitivas devem ter produzido elementos com números atômicos maiores que 260. Esses elementos pesados teriam sofrido fissão para formar elementos mais leves e mais estáveis. A presença desses produtos da fissão nas estrelas estudadas implica a existência original de elementos muito mais pesados, nunca naturalmente observados no espaço ou na Terra.
O estudo também explora o processo de captura rápida de nêutrons (r-processo), que ocorre em ambientes altamente energéticos como supernovas e explosões de kilonovas. Este processo é responsável por formar elementos como ouro, platina, tório e urânio. No entanto, os pesquisadores observaram que muitos aspectos do r-processo, incluindo suas condições específicas e os limites da sua capacidade de produzir elementos pesados, ainda são desconhecidos.
A ausência observada das razões de abundância esperadas de certos elementos, que seriam indicativas de sua criação através do r-processo, levou os pesquisadores a concluir que os elementos em questão provavelmente foram produzidos por fissão. Essa descoberta é significativa, pois sugere que estrelas primitivas podem ter produzido elementos extremamente pesados, que então se desintegraram em elementos mais leves.
Os resultados do estudo fornecem insights valiosos sobre a diversidade de elementos no universo e oferecem orientação para futuros modelos e pesquisas sobre a formação de elementos. A descoberta de potenciais produtos da fissão nas estrelas pode revelar mais sobre a probabilidade e a raridade da formação de elementos extremamente pesados no universo.
A pesquisa foi publicada na revista Science.
