Os buracos negros orbitados por um disco de acreção podem estar ligados à origem de elementos químicos pesados.
A fusão nuclear estelar presenteou o Universo com elementos pesados, como ouro, prata, tório e urânio. Mas o calor e a energia necessários para produzir ferro através da fusão excedem a energia que o processo produz, provocando a queda da temperatura do núcleo de uma estrela, levando à sua morte – a explosão de uma supernova.
É neste fenómeno que os elementos mais pesados do Cosmos são fundidos: as explosões são tão energéticas que os átomos, que colidem com muita força, captam os neutrões uns dos outros.
Este processo – conhecido como processo rápido de captura de neutrões – tem de acontecer muito rapidamente para que a decomposição radioativa não tenha tempo de acontecer antes de mais neutrões serem adicionados ao núcleo.
O Science Alert explica que ainda não se sabe se este processo acontece noutro tipo de cenários, mas os buracos negros recém-nascidos parecem ser bons candidatos. Nomeadamente, quando duas estrelas de neutrões se fundem e a sua massa combinada é suficiente para inserir o objeto recém-formado na categoria de buraco negro.
O colapso gravitacional do núcleo de uma estrela maciça num buraco negro de massa estelar é outra possibilidade.
De qualquer das formas, em ambos os cenários, os cientistas pensam que o buraco negro está rodeado por um disco de acreção denso e quente, que gira à sua volta e se alimenta dele. Neste ambiente, são emitidos muitos neutrinos, pelo que os investigadores acreditam que possa acontecer o processo rápido de captura de neutrões.
Através de várias simulações, os astrónomos concluíram que, quanto mais denso for o disco, mais frequentemente os neutrões são formados a partir de protões através da captura de eletrões sob emissão de neutrinos, estando disponíveis para a síntese de elementos pesados pelo tal processo.
Se, por outro lado, a massa do disco for demasiado elevada, a reação é inversa: são capturados mais neutrinos pelos neutrões antes de deixarem o disco. Como os neutrões são, depois, convertidos em protões, o processo é então dificultado.
Desta forma, conclui a equipa responsável por este estudo, o intervalo entre 1 e 10% da massa do Sol é o ideal para que os discos de acreção sejam verdadeiras máquinas de fabricação de elementos pesados.
O artigo científico foi publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Que notícia agradável!