Colisões de estrelas de neutrões são, literalmente, uma “mina de ouro”

Uma equipa de astrónomos do MIT descobriu que as colisões de estrelas de neutrões são uma “mina de ouro” de elementos pesados no Universo.

O centro quente de uma estrela alimenta a fusão de protões, comprimindo-os para construir progressivamente elementos mais pesados. É assim que é forjada a maioria dos elementos mais leves do que o ferro.

A formação de elementos mais pesados, como o ouro e a platina, cuja formação requer mais energia do que uma estrela pode reunir, sempre aguçou a curiosidade dos cientistas.

Uma equipa de investigadores descobriu agora que, das duas fontes suspeitas de metais pesados, uma é mais uma mina de ouro do que a outra, escreve o Phys.

Nos últimos 2,5 mil milhões de anos, mais metais pesados foram produzidos em fusões de estrelas de neutrões binárias, ou colisões entre duas estrelas de neutrões, do que em fusões entre uma estrela de neutrões e um buraco negro.

Os resultados sugerem que estrelas de neutrões binárias são uma provável fonte cósmica de ouro, platina e outros metais pesados que vemos hoje. Podem também ajudar os cientistas a determinar a taxa pela qual os metais pesados são produzidos no Universo.

“O que achamos empolgante nos nossos resultados é que, com certo nível de confiança, podemos dizer que estrelas binárias de neutrões são provavelmente mais uma mina de ouro do que fusões entre uma estrela de neutrões e um buraco negro”, disse o autor principal do estudo, Hsin-Yu Chen, do MIT, nos Estados Unidos.

O estudo foi publicado recentemente na revista científica Astrophysical Journal Letters.

As estrelas produzem facilmente elementos mais leves. Contudo, fundir mais do que os 26 protões do ferro torna-se mais complicado.

Os cientistas suspeitavam que as supernovas podiam ser uma resposta. Quando uma estrela massiva colapsa com uma supernova, o ferro no seu centro poderia combinar-se com elementos mais leves para gerar elementos mais pesados.

Esta teoria viria a ser desfeita em 2017, quando astrónomos observaram uma fusão de estrelas de neutrões. A fusão cósmica emitiu um flash de luz, que continha assinaturas de metais pesados.

Agora, a equipa de investigadores decidiu determinar a quantidade de ouro e outros metais pesados que cada tipo de fusão poderia produzir normalmente. Descobriram que fusões de estrelas de neutrões binárias podem gerar de duas a 100 vezes mais metais pesados do que fusões entre estrelas de neutrões e buracos negros.

“Podemos usar metais pesados da mesma forma que usamos carbono para datar restos de dinossauros”, realça o coautor Salvatore Vitale. “Como todos esses fenómenos têm diferentes taxas intrínsecas e rendimentos de elementos pesados, isso afetará como atribuímos um carimbo de data e hora a uma galáxia. Portanto, este tipo de estudo pode melhorar essas análises”.