p De onde vem a maioria dos elementos essenciais para a vida na Terra? A resposta:dentro das fornalhas das estrelas e as explosões que marcam o fim da vida de algumas estrelas. p Os astrônomos há muito estudam estrelas explodidas e seus restos - conhecidos como "remanescentes de supernovas" - para entender melhor exatamente como as estrelas produzem e, em seguida, disseminam muitos dos elementos observados na Terra, e no cosmos em geral.

p Devido ao seu status evolutivo único, Cassiopeia A (Cas A) é um dos remanescentes de supernova mais intensamente estudados. Uma nova imagem do Observatório de raios-X Chandra da NASA mostra a localização de diferentes elementos nos restos da explosão:silício (vermelho), enxofre (amarelo), cálcio (verde) e ferro (roxo). Cada um desses elementos produz raios-X em faixas estreitas de energia, permitindo a criação de mapas de sua localização. A onda de choque da explosão é vista como o anel externo azul.

p Os telescópios de raios-X como o Chandra são importantes para estudar os restos de supernovas e os elementos que eles produzem, porque esses eventos geram temperaturas extremamente altas - milhões de graus - até milhares de anos após a explosão. Isso significa que muitos remanescentes de supernovas, incluindo Cas A, brilham mais fortemente em comprimentos de onda de raios-X que são indetectáveis ​​com outros tipos de telescópios.

p A visão nítida de raios-X do Chandra permite aos astrônomos coletar informações detalhadas sobre os elementos que objetos como o Cas A produzem. Por exemplo, eles não são apenas capazes de identificar muitos dos elementos que estão presentes, mas quanto de cada um está sendo expulso para o espaço interestelar.

p Os dados do Chandra indicam que a supernova que produziu Cas A produziu quantidades prodigiosas de ingredientes cósmicos essenciais. Cas A dispersou cerca de 10, 000 massas terrestres que valem apenas de enxofre, e cerca de 20, 000 massas terrestres de silício. O ferro em Cas A tem massa de cerca de 70, 000 vezes o da Terra, e os astrônomos detectam um colossal milhão de massas terrestres de oxigênio sendo ejetado para o espaço a partir de Cas A, equivalente a cerca de três vezes a massa do Sol. (Mesmo que o oxigênio seja o elemento mais abundante em Cas A, sua emissão de raios-X está espalhada por uma ampla gama de energias e não pode ser isolada nesta imagem, ao contrário de outros elementos que são mostrados.)

p Astrônomos encontraram outros elementos em Cas A além dos mostrados nesta nova imagem do Chandra. Carbono, azoto, fósforo e hidrogênio também foram detectados usando vários telescópios que observam diferentes partes do espectro eletromagnético. Combinado com a detecção de oxigênio, isso significa todos os elementos necessários para fazer o DNA, a molécula que carrega informações genéticas, são encontrados em Cas A.

p O oxigênio é o elemento mais abundante no corpo humano (cerca de 65% em massa), o cálcio ajuda a formar e manter ossos e dentes saudáveis, e o ferro é uma parte vital dos glóbulos vermelhos que transportam oxigênio pelo corpo. Todo o oxigênio do Sistema Solar vem da explosão de estrelas massivas. Cerca de metade do cálcio e cerca de 40% do ferro também vêm dessas explosões, com o equilíbrio desses elementos sendo fornecido por explosões de massa menor, estrelas anãs brancas.

p Embora a data exata não seja confirmada, muitos especialistas pensam que a explosão estelar que criou Cas A ocorreu por volta do ano 1680 no período de tempo da Terra. Os astrônomos estimam que a estrela condenada tinha cerca de cinco vezes a massa do Sol pouco antes de explodir. Estima-se que a estrela começou sua vida com uma massa cerca de 16 vezes a do Sol, e perdeu cerca de dois terços dessa massa em um vento forte que soprava da estrela várias centenas de milhares de anos antes da explosão.

p No início de sua vida, a estrela começou a fundir hidrogênio e hélio em seu núcleo em elementos mais pesados ​​por meio do processo conhecido como "nucleossíntese". A energia produzida pela fusão de elementos mais pesados ​​e mais pesados ​​equilibrou a estrela contra a força da gravidade. Essas reações continuaram até formarem ferro no núcleo da estrela. Neste ponto, mais nucleossíntese consumiria em vez de produzir energia, então a gravidade fez com que a estrela implodisse e formasse um núcleo estelar denso conhecido como estrela de nêutrons.

p O meio exato pelo qual uma explosão massiva é produzida após a implosão é complicado, e um assunto de intenso estudo, mas, por fim, o material em queda fora da estrela de nêutrons foi transformado por outras reações nucleares ao ser expelido para fora pela explosão da supernova.

p Chandra observou repetidamente Cas A desde que o telescópio foi lançado ao espaço em 1999. Os diferentes conjuntos de dados revelaram novas informações sobre a estrela de nêutrons em Cas A, os detalhes da explosão, e detalhes de como os detritos são ejetados para o espaço.