Um artigo publicado nesta terça-feira (29) no periódico científico The Astrophysical Journal Letters apresenta uma nova explicação para um mistério antigo: onde são criados os elementos mais pesados do Universo, como o ouro. O estudo usou dados de satélites da NASA e da Agência Espacial Europeia (ESA) coletados ao longo de décadas.
Sabe-se que os elementos mais leves, como hidrogênio, hélio e um pouco de lítio, surgiram no início do Universo. Eles se formaram cerca de 380 mil anos após o Big Bang, quando o cosmos esfriou o bastante para permitir a criação dos primeiros átomos.
Elementos mais pesados, até o ferro, se formam no interior das estrelas, por meio da fusão nuclear – um processo que exige temperaturas e pressões muito altas. No entanto, o surgimento de elementos ainda mais pesados, como ouro e platina, continua sendo um enigma.
Fusões de estrelas de nêutrons podem produzir ouro
Os cientistas sabem que esses elementos são criados por um processo chamado “captura rápida de nêutrons” – ou processo-r. Nesse fenômeno, nêutrons são absorvidos rapidamente por núcleos atômicos, criando átomos maiores. O problema é descobrir onde, no Universo, isso acontece.
Entre os candidatos a produzir essas condições estão eventos violentos como fusões de estrelas de nêutrons, explosões de supernovas e até os discos de gás em volta de buracos negros. Mas há limitações: por exemplo, as fusões de estrelas de nêutrons parecem acontecer tarde demais para explicar os elementos mais antigos.
No novo estudo, os pesquisadores analisaram dados antigos de telescópios espaciais e identificaram uma nova possibilidade: os magnetares. Eles são estrelas de nêutrons com campos magnéticos extremamente intensos e podem estar por trás de 1% a 10% dos elementos pesados da galáxia.
Segundo os cientistas, uma explosão de magnetar pode produzir um tipo específico de luz, inclusive em raios gama. Eles revisaram registros de uma explosão observada em 2004 e encontraram um sinal fraco que corresponde ao que seria esperado de um magnetar forjando elementos pesados.
Essa explosão foi captada pelo telescópio espacial INTEGRAL, da ESA. A equipe descobriu que o sinal era muito parecido com o previsto em simulações teóricas, reforçando a ideia de que magnetares são uma fonte importante de elementos pesados no Universo.
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Magnetares podem ser “ferreiros cósmicos”
De acordo com um comunicado, se confirmado, esse seria apenas o segundo tipo de evento conhecido capaz de produzir elementos pelo processo-r. O primeiro foi a fusão de estrelas de nêutrons, observada em 2017. Agora, os magnetares entram oficialmente na lista dos possíveis “ferreiros” cósmicos.
Essa descoberta ajuda a entender como a galáxia se enriquece com novos elementos ao longo do tempo. As erupções de magnetares estão ligadas ao nascimento de estrelas, o que torna possível rastrear a origem desses elementos com mais precisão.
Mesmo assim, novas observações serão necessárias para confirmar a teoria. A missão COSI (sigla em inglês para Espectrômetro e Gerador de Imagens Compton), da NASA, prevista para ser lançada em 2027, deve ajudar nesse trabalho, detectando sinais de raios gama com mais sensibilidade.
“É incrível pensar que parte do ouro em nossos celulares pode ter vindo de uma explosão extrema como essa”, disse Anirudh Patel, doutorando da Universidade de Columbia e um dos autores do estudo.
