Representação artística de uma estrela de nêutrons. Crédito:NASA
Os astrônomos gostam de dizer que somos subprodutos das estrelas, fornos estelares que há muito fundiam hidrogênio e hélio nos elementos necessários à vida por meio do processo de nucleossíntese estelar.
Como disse o falecido Carl Sagan:"O nitrogênio em nosso DNA, o cálcio em nossos dentes, o ferro em nosso sangue, o carbono em nossas tortas de maçã foi feito no interior de estrelas em colapso. Somos feitos de matéria estelar. "
Mas e quanto aos elementos mais pesados no gráfico periódico, elementos como ouro, platina e urânio?
Os astrônomos acreditam que a maioria desses "elementos do processo r" - elementos muito mais pesados que o ferro - foram criados, seja após o colapso de estrelas massivas e as explosões de supernovas associadas, ou na fusão de sistemas estelares de nêutrons binários.
"Um tipo diferente de fornalha era necessário para forjar ouro, platina, urânio e a maioria dos outros elementos mais pesados que o ferro, "explicou George Fuller, um astrofísico teórico e professor de física que dirige o Centro de Astrofísica e Ciências Espaciais da UC San Diego. "Esses elementos provavelmente se formaram em um ambiente rico em nêutrons."
Em artigo publicado em 7 de agosto na revista Cartas de revisão física , ele e dois outros astrofísicos teóricos da UCLA - Alex Kusenko e Volodymyr Takhistov - oferecem outro meio pelo qual as estrelas poderiam ter produzido esses elementos pesados:minúsculos buracos negros que entraram em contato e são capturados por estrelas de nêutrons, e então destruí-los.
As estrelas de nêutrons são as menores e mais densas que existem, tão densa que uma colher de sua superfície tem uma massa equivalente a três bilhões de toneladas.
Pequenos buracos negros são mais especulativos, mas muitos astrônomos acreditam que podem ser um subproduto do Big Bang e que agora podem constituir uma fração da "matéria escura" - o invisível, coisas quase não interativas que as observações revelam que existe no universo.
Se esses minúsculos buracos negros seguirem a distribuição da matéria escura no espaço e coexistirem com estrelas de nêutrons, Fuller e seus colegas afirmam em seu artigo que ocorreria alguma física interessante.
Eles calculam isso, em casos raros, uma estrela de nêutrons capturará esse buraco negro e será devorada de dentro para fora por ele. Este processo violento pode levar à ejeção de parte da densa matéria da estrela de nêutrons para o espaço.
"Pequenos buracos negros produzidos no Big Bang podem invadir uma estrela de nêutrons e comê-la por dentro, "Fuller explicou." Nos últimos milissegundos da morte da estrela de nêutrons, a quantidade de material rico em nêutrons ejetado é suficiente para explicar as abundâncias observadas de elementos pesados. "
"À medida que as estrelas de nêutrons são devoradas, " ele adicionou, "eles giram e ejetam matéria fria de nêutrons, que descomprime, aquece e faz esses elementos. "
Esse processo de criação dos elementos mais pesados da tabela periódica também forneceria explicações para vários outros quebra-cabeças não resolvidos no universo e em nossa própria galáxia, a Via Láctea.
"Como esses eventos raramente acontecem, pode-se entender por que apenas uma em cada dez galáxias anãs é enriquecida com elementos pesados, "disse Fuller." A destruição sistemática de estrelas de nêutrons por buracos negros primordiais é consistente com a escassez de estrelas de nêutrons no centro galáctico e em galáxias anãs, onde a densidade dos buracos negros deve ser muito alta. "
Além disso, os cientistas calcularam que a ejeção de matéria nuclear dos minúsculos buracos negros que devoram estrelas de nêutrons produziria três outros fenômenos inexplicáveis observados pelos astrônomos.
"Eles são uma exibição distinta de luz infravermelha (às vezes chamada de" kilonova "), uma emissão de rádio que pode explicar os misteriosos Fast Radio Bursts de fontes desconhecidas nas profundezas do cosmos, e os pósitrons detectados no centro galáctico por observações de raios-X, "disse Fuller." Cada um destes representa mistérios de longa data. Na verdade, é surpreendente que as soluções desses fenômenos aparentemente não relacionados possam estar relacionadas com o fim violento das estrelas de nêutrons nas mãos de minúsculos buracos negros. "