Por que descobrir como o potássio é destruído nas estrelas é importante para a compreensão do universo
Aglomerados globulares como o NGC 2419, visíveis nesta imagem obtida com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, não são apenas bonitos, mas também fascinantes. Crédito:ESA/Hubble e NASA Se você quiser saber de onde vêm os elementos, olhe para as estrelas. Quase todos os elementos mais pesados que o hélio são formados através de reações nucleares nas estrelas. Mas quais processos estelares são responsáveis por esses elementos? Podemos encontrar padrões na quantidade de cada elemento que observamos em diferentes ambientes astrofísicos, como estrelas, galáxias ou aglomerados globulares?
Recentemente, uma equipe de pesquisadores do Estado da Carolina do Norte concentrou-se no processo de destruição do potássio (K) em aglomerados globulares, observando um aglomerado em particular:NGC 2419. O artigo foi publicado na revista Physical Review Letters. .
Aglomerados globulares são grupos de estrelas ligadas gravitacionalmente. Os astrónomos observaram padrões claros nas quantidades relativas de diferentes elementos de estrela para estrela. Um desses padrões é entre oxigênio e sódio:estrelas dentro de aglomerados globulares que têm mais sódio têm menos oxigênio e vice-versa. Isso é conhecido como anticorrelação sódio-oxigênio (Na-O). Várias outras anticorrelações também foram descobertas, o que indica que processos únicos (às vezes desconhecidos) ocorrem em aglomerados globulares específicos.
Em 2012, a primeira anticorrelação magnésio-potássio (Mg-K) foi descoberta num aglomerado globular específico, denominado NGC 2419. Um excedente global de potássio foi associado a reações de queima de hidrogénio a temperaturas entre 80 e 260 milhões de Kelvin.
Mas o que é intrigante é que as estrelas do aglomerado que mostraram a anticorrelação são estrelas gigantes vermelhas relativamente jovens. Os núcleos dessas estrelas não deveriam ser quentes o suficiente para que as reações nucleares alterassem a quantidade de Mg e K. A teoria principal envolvia a mistura com K e Mg de estrelas antigas no aglomerado, mas o que permanece incerto é a velocidade do potássio- reação destruidora.
Uma equipe de pesquisa tentou recriar a reação de destruição de potássio realizando um experimento com uma reação nuclear semelhante (
39
K +
3
Ele —>
40
Ca + d), no Laboratório Nuclear das Universidades do Triângulo (TUNL).
Esta reação é uma reação de transferência de prótons, onde um próton do hélio-3 (
3
He) é transferido para potássio-39 (
39
K), formando cálcio-40 (
40
Ca). Esta reação experimental permite-nos imitar a reação real que ocorre numa estrela onde o potássio é destruído.
Eles descobriram que o potássio não só pode ser destruído em temperaturas mais baixas, como também é destruído 13 vezes mais rápido do que se pensava anteriormente nessas temperaturas.
A descoberta pode mudar a forma como modelamos a criação de elementos nas estrelas – não apenas para este caso específico da NGC 2419, mas também para outros modelos astrofísicos que incluem reações ao potássio.
