CCVAlg – Astronomia Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve
Se quisermos saber de onde vêm os elementos químicos, há que olhar para as estrelas. Quase todos os elementos mais pesados que o hélio são formados através de reações nucleares nas estrelas. Mas que processos estelares são responsáveis por estes elementos? Será que podemos encontrar padrões na quantidade de cada elemento que observamos em diferentes ambientes astrofísicos, como estrelas, galáxias ou enxames globulares?
Recentemente, uma equipa de investigadores da Universidade do Estado da Carolina do Norte, nos EUA, focou-se no processo de destruição do potássio (K) em enxames globulares, analisando um enxame em particular: NGC 2419.
Os enxames 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 o oxigénio e o sódio: as estrelas dos enxames globulares que têm mais sódio têm menos oxigénio, e vice-versa. Isto é conhecido como a anticorrelação sódio-oxigénio (Na-O). Foram também descobertas várias outras anticorrelações, o que indica que ocorrem processos únicos (por vezes desconhecidos) em enxames globulares específicos.
Em 2012, a primeira anticorrelação magnésio-potássio (Mg-K) foi descoberta num enxame globular específico, de nome NGC 2419. Um excedente global de potássio foi associado a reações de queima de hidrogénio a temperaturas entre 80 e 260 milhões K.
Mas o mais intrigante é que as estrelas do enxame que mostraram esta anticorrelação são estrelas gigantes vermelhas relativamente jovens. Os núcleos destas estrelas não deveriam ser suficientemente quentes para que as reações nucleares alterassem a quantidade de Mg e K. A principal teoria envolvia a mistura com K e Mg de estrelas antigas do enxame, mas o que permaneceu incerto foi a velocidade da reação de destruição do potássio.
Assim, a equipa tentou recriar a reação de destruição do potássio realizando uma experiência sobre uma reação nuclear semelhante (39K + 3He -> 40Ca + d), no TUNL (Triangle Universities Nuclear Laboratory). Não nos deixemos confundir por todas estas letras e números – passando a explicar.
Esta reação é uma reação de transferência de protões, em que um protão do hélio-3 (3He) é transferido para o potássio-39 (39K), formando cálcio-40 (40Ca). Esta reação experimental permite imitar a reação real que ocorre numa estrela onde o potássio é destruído.
Descobriu-se que o potássio não só pode ser destruído a temperaturas mais baixas, como é destruído 13 vezes mais depressa do que se pensava a essas temperaturas.
Esta descoberta poderá alterar a forma como modelamos a criação de elementos nas estrelas – não só para este caso específico de NGC 2419, mas também para outros modelos astrofísicos que incluam reações sobre o potássio.
// Universidade do Estado da Carolina do Norte (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Physical Review Letters)
// Artigo científico (arXiv.org)
Saiba mais:
Nucleossíntese estelar:
Wikipedia
