Até pouco tempo, pensava-se que a fusão de estrelas de nêutrons era a única maneira pela qual elementos pesados poderiam ser produzidos no espaço. Uma estrela de nêutrons é um estágio na vida de estrelas muito grandes que, depois de consumirem todo o hidrogênio em seu núcleo e explodirem em uma supernova, tornam-se um corpo celeste extremamente denso e compacto onde não há mais átomos, mas um aglomerado de nêutrons.

Estrelas de nêutrons explodem em uma supernova. Essa não é a única forma de produção de elementos pesados no espaço. Imagem: NASA images

Sabe-se que elementos pesados ​​foram produzidos pela primeira vez não muito depois do Big Bang, no começo do universo. E, naquela época, não havia passado tempo suficiente para que as fusões de estrelas de nêutrons ocorressem. 

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Assim, outra fonte deveria explicar a presença dos primeiros elementos pesados ​​na Via Láctea.

A descoberta de uma antiga estrela SMSS J2003-1142 no círculo que cerca a Via Láctea está fornecendo a primeira evidência de outra fonte de elementos pesados, incluindo urânio e possivelmente ouro.

Esse estudo, que foi publicado na revista científica Nature, mostra que os elementos pesados ​​detectados no SMSS J2003-1142 foram produzidos, provavelmente, não por uma fusão de estrelas de nêutrons, mas pelo colapso e explosão de uma estrela que gira rapidamente com um forte campo magnético e uma massa de cerca de 25 vezes a do Sol.

Segundo os pesquisadores, esse evento é reconhecido como uma explosão de “hipernova magnetorotacional”.

Evento identificado como uma explosão de “hipernova magnetorotacional” originou elementos pesados no espaço, como európio e urânio. Imagem: Ahmed92pk — Shutterstock

Não muito tempo atrás, foi confirmado que fusões de estrelas de nêutrons são, de fato, uma fonte de elementos pesados ​​em nossa galáxia. 

No entanto, os modelos existentes da evolução química de nossa galáxia indicam que a fusão de estrelas de nêutrons por si só não poderia ter produzido os padrões específicos de elementos que vemos em várias estrelas antigas, incluindo SMSS J2003-1142.

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Estrela descoberta é considerada quimicamente primitiva

Observada pela primeira vez em 2016, na Austrália, a SMSS J2003-1142 foi vista novamente em setembro de 2019, por meio de um telescópio do Observatório Europeu do Sul, no Chile.

A partir dessas observações, a composição química da estrela foi analisada pelos cientistas. Essa análise revelou um teor de ferro cerca de 3 mil vezes menor do que o do Sol. Em outras palavras, SMSS J2003-1142 é quimicamente primitiva.

Os elementos nela identificados provavelmente foram produzidos por uma única estrela-mãe, logo após o Big Bang, de acordo com os pesquisadores.

Assinaturas de uma estrela em colapso e girando rapidamente

A composição química da SMSS J2003-1142 pode revelar a natureza e as propriedades de sua estrela-mãe. 

Particularmente importantes são as quantidades excepcionalmente altas de nitrogênio, zinco e elementos pesados, incluindo európio e urânio.

Os altos níveis de nitrogênio nessa estrela indicam que a estrela-mãe teve rotação rápida, enquanto os altos níveis de zinco indicam que a energia da explosão foi cerca de dez vezes a de uma supernova “normal” – o que significa que teria sido uma hipernova. 

Além disso, grandes quantidades de urânio teriam exigido a presença de muitos nêutrons.

Os elementos pesados ​​que podemos observar na SMSS J2003-1142 hoje são todos evidências de que ela foi produzida como resultado de uma explosão precoce de hipernova magnetorotacional.

“Nosso trabalho, portanto, forneceu a primeira evidência de que eventos de hipernova magnetorotacional são uma fonte de elementos pesados ​​em nossa galáxia (junto com fusões de estrelas de nêutrons)”, diz o artigo.

E quanto às fusões de estrelas de nêutrons?

“Existem algumas razões para sabermos que não foram apenas as fusões de estrelas de nêutrons que levaram aos elementos específicos que encontramos no SMSS J2003-1142”, afirmam os cientistas.

Além dos registros serem de uma época inicial do universo, portanto, sem tempo suficiente para o processo de fusão de estrelas de nêutron se completar, esse fenômeno produz apenas elementos pesados, então fontes adicionais, como supernovas regulares, teriam que ocorrer para explicar outros elementos, como cálcio, observados na SMSS J2003-1142.

O modelo de hipernovas magnetorrotacionais não apenas fornece um melhor ajuste aos dados, mas também pode explicar a composição da SMSS J2003-1142 por meio de um único evento. 

Não se descarta a possibilidade de que fusões de estrelas de nêutrons, em conjunto com supernovas magnetorotacionais, expliquem em uníssono como todos os elementos pesados ​​da Via Láctea foram criados.

Com informações do site The Conversation

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