{"id":4630,"date":"2021-11-19T07:29:41","date_gmt":"2021-11-19T06:29:41","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=4630"},"modified":"2021-11-19T07:29:43","modified_gmt":"2021-11-19T06:29:43","slug":"de-onde-vem-o-ouro-novas-informacoes-sobre-a-sintese-de-elementos-no-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2021\/11\/19\/de-onde-vem-o-ouro-novas-informacoes-sobre-a-sintese-de-elementos-no-universo\/","title":{"rendered":"De onde vem o ouro? Novas informa\u00e7\u00f5es sobre a s\u00edntese de elementos no Universo"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Como \u00e9 que os elementos qu\u00edmicos s\u00e3o produzidos no nosso Universo? De onde v\u00eam os elementos pesados como ouro e ur\u00e2nio? Usando simula\u00e7\u00f5es de computador, uma equipa de investiga\u00e7\u00e3o da Associa\u00e7\u00e3o Helmholtz dos Centros de Investiga\u00e7\u00e3o da Alemanha, em Darmstadt, juntamente com colegas da B\u00e9lgica e do Jap\u00e3o, mostra que a s\u00edntese de elementos pesados \u00e9 t\u00edpica para certos buracos negros com discos de acre\u00e7\u00e3o. A abund\u00e2ncia prevista dos elementos formados fornece uma vis\u00e3o sobre quais os elementos pesados que precisam de ser estudados em laborat\u00f3rios futuros &#8211; como o FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), atualmente em constru\u00e7\u00e3o &#8211; e assim desvendar a origem dos elementos pesados. Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><a href=\"https:\/\/images2.imgbox.com\/33\/9b\/AMk2Dboo_o.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"576\" src=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/AMk2Dboo_o-1024x576.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-4631\" srcset=\"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/AMk2Dboo_o-1024x576.jpg 1024w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/AMk2Dboo_o-300x169.jpg 300w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/AMk2Dboo_o-768x432.jpg 768w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/AMk2Dboo_o-1536x864.jpg 1536w, https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/AMk2Dboo_o.jpg 1920w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><figcaption>Impress\u00e3o de artista de um disco de acre\u00e7\u00e3o quente e denso em torno de um buraco negro, que pode ser um local de produ\u00e7\u00e3o prol\u00edfica de elementos pesados. O material rico em neutr\u00f5es \u00e9 ejetado do disco, permitindo a processo de captura r\u00e1pida de neutr\u00f5es (processo r). A regi\u00e3o da luz azul, em particular, ejeta velozmente mat\u00e9ria, com nome de &#8220;jato&#8221;, e tipicamente \u00e9 paralelo ao eixo de rota\u00e7\u00e3o do disco.<br>Cr\u00e9dito: NRAO<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Todos os elementos pesados do planeta Terra foram formados sob condi\u00e7\u00f5es extremas em ambientes astrof\u00edsicos: no interior das estrelas, em explos\u00f5es estelares e durante a colis\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es. Os cientistas est\u00e3o intrigados com a quest\u00e3o de quais destes eventos astrof\u00edsicos t\u00eam as condi\u00e7\u00f5es apropriadas para a forma\u00e7\u00e3o dos elementos mais pesados, como o ouro ou o ur\u00e2nio. A primeira espetacular observa\u00e7\u00e3o de ondas gravitacionais e radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica origin\u00e1ria de uma fus\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es, em 2017, sugeriu que muitos elementos pesados podem ser produzidos e libertados nestas colis\u00f5es c\u00f3smicas. No entanto, as quest\u00f5es de quando e porque \u00e9 que o material \u00e9 ejetado, e se podem existir outros cen\u00e1rios em que elementos pesados s\u00e3o produzidos, permanecem em aberto.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Os buracos negros com discos de acre\u00e7\u00e3o em \u00f3rbita, densos e quentes, s\u00e3o candidatos promissores para a produ\u00e7\u00e3o de elementos pesados. Tal sistema \u00e9 formado tanto ap\u00f3s a fus\u00e3o de duas estrelas de neutr\u00f5es massivas quanto durante o chamado colapsar, o colapso e subsequente explos\u00e3o de uma estrela em rota\u00e7\u00e3o. A composi\u00e7\u00e3o interna de tais discos de acre\u00e7\u00e3o ainda n\u00e3o \u00e9 bem compreendida, particularmente no que diz respeito \u00e0s condi\u00e7\u00f5es sob as quais se forma um excesso de neutr\u00f5es. Um n\u00famero elevado de neutr\u00f5es \u00e9 um requisito b\u00e1sico para a s\u00edntese de elementos pesados, pois permite o processo de captura r\u00e1pida de neutr\u00f5es, tamb\u00e9m denominado &#8220;processo r&#8221;. Os neutrinos, quase sem massa, desempenham um papel fundamental neste processo, pois permitem a convers\u00e3o entre prot\u00f5es e neutr\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><a href=\"https:\/\/images2.imgbox.com\/1e\/07\/tP3ElyVg_o.png\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/images2.imgbox.com\/1e\/07\/tP3ElyVg_o.png\" alt=\"\"\/><\/a><figcaption>Recorte da simula\u00e7\u00e3o de um disco de acre\u00e7\u00e3o do estudo do Dr. Just e colegas.<br>O buraco negro no centro \u00e9 rodeado por mat\u00e9ria em forma de toro com v\u00e1rias centenas de quil\u00f3metros. O eixo de rota\u00e7\u00e3o do disco \u00e9 dado pelo eixo z, que corre em R = 0 atrav\u00e9s do buraco negro ao longo da dire\u00e7\u00e3o vertical. As setas ilustram a distribui\u00e7\u00e3o de velocidade da mat\u00e9ria. O sombreamento da cor mostra a densidade (canto superior esquerdo), a fra\u00e7\u00e3o de prot\u00f5es Ye (canto inferior esquerdo) e as escalas caracter\u00edsticas de tempo da emiss\u00e3o de neutrinos (canto superior direito) e da absor\u00e7\u00e3o de neutrinos (canto inferior direito). Os valores de Ye menores que 0,5 indicam uma alta fra\u00e7\u00e3o de neutr\u00f5es dispon\u00edveis para o processo r.<br>Cr\u00e9dito: O. Just et al.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">&#8220;No nosso estudo, investig\u00e1mos sistematicamente pela primeira vez as taxas de convers\u00e3o de neutr\u00f5es e prot\u00f5es para um grande n\u00famero de configura\u00e7\u00f5es de disco por meio de elaboradas simula\u00e7\u00f5es de computador e descobrimos que os discos s\u00e3o muito ricos em neutr\u00f5es, desde que estejam presentes certas condi\u00e7\u00f5es,&#8221; explica o Dr. Oliver Just do grupo de Astrof\u00edsica Relativista pertencente \u00e0 divis\u00e3o de investiga\u00e7\u00e3o te\u00f3rica da Associa\u00e7\u00e3o Helmholtz dos Centros de Investiga\u00e7\u00e3o da Alemanha. &#8220;O fator decisivo \u00e9 a massa total do disco. Quanto mais massivo o disco, mais frequentemente os neutr\u00f5es s\u00e3o formados a partir de prot\u00f5es por meio da captura de eletr\u00f5es sob emiss\u00e3o de neutrinos, e est\u00e3o dispon\u00edveis para a s\u00edntese de elementos pesados atrav\u00e9s do processo r. No entanto, se a massa do disco for muito alta, a rea\u00e7\u00e3o inversa desempenha um papel maior, de modo que mais neutrinos s\u00e3o recapturados pelos neutr\u00f5es antes de sa\u00edrem do disco. Estes neutr\u00f5es s\u00e3o ent\u00e3o convertidos de volta para prot\u00f5es, o que atrapalha o processo r.&#8221; Como mostra o estudo, a massa \u00f3tima do disco, para a produ\u00e7\u00e3o prol\u00edfica de elementos pesados, \u00e9 de cerca de 0,01 a 0,1 massas solares. O resultado fornece fortes evid\u00eancias de que as fus\u00f5es de estrelas de neutr\u00f5es, que produzem discos de acre\u00e7\u00e3o com estas massas, podem ser o ponto de origem para uma grande fra\u00e7\u00e3o dos elementos pesados. No entanto, ainda n\u00e3o est\u00e1 claro se e com que frequ\u00eancia tais discos de acre\u00e7\u00e3o ocorrem em sistemas colapsares.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Al\u00e9m dos poss\u00edveis processos de eje\u00e7\u00e3o de massa, o grupo de investiga\u00e7\u00e3o liderado pelo Dr. Andreas Bauswein tamb\u00e9m est\u00e1 a investigar os sinais de luz produzidos pela mat\u00e9ria ejetada, que ser\u00e3o usados para inferir a massa e a composi\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria ejetada em futuras observa\u00e7\u00f5es da colis\u00e3o de estrelas de neutr\u00f5es. Um bloco de constru\u00e7\u00e3o importante para a leitura correta destes sinais de luz \u00e9 o conhecimento preciso das massas e de outras propriedades dos elementos rec\u00e9m-formados. &#8220;Estes dados s\u00e3o atualmente insuficientes. Mas com a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de aceleradores, como o FAIR, ser\u00e1 poss\u00edvel medi-los com uma precis\u00e3o sem precedentes. A intera\u00e7\u00e3o bem coordenada de modelos te\u00f3ricos, experi\u00eancias e observa\u00e7\u00f5es astron\u00f3micas permitir\u00e1 com que n\u00f3s, investigadores, nos pr\u00f3ximos anos, testemos fus\u00f5es de estrelas de neutr\u00f5es como a origem dos elementos do processo r,&#8221; prev\u00ea Bauswein.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.gsi.de\/en\/start\/news\/details\/2021\/11\/15\/elementsynthese-schwarze-loecher\" target=\"_blank\">\/\/ Associa\u00e7\u00e3o Helmholtz dos Centros de Investiga\u00e7\u00e3o da Alemanha (comunicado de imprensa)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/fair-center.eu\/news\/detail\/2021\/11\/15\/elementsynthese-schwarze-loecher\" target=\"_blank\">\/\/ FAIR (comunicado de imprensa)<\/a><br><a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/academic.oup.com\/mnras\/article-abstract\/509\/1\/1377\/6384847?redirectedFrom=fulltext\" target=\"_blank\">\/\/ Artigo cient\u00edfico (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Processo r:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/R-process\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Colapsar:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Collapsar\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Estrelas de neutr\u00f5es:<\/strong><br><a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Neutron_star\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><br><a href=\"http:\/\/www.astro.umd.edu\/~miller\/nstar.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Universidade de Maryland<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Buracos negros:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Black_hole\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Accretion_disk\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Disco de acre\u00e7\u00e3o (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Ondas gravitacionais:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/gracedb.ligo.org\/latest\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">GraceDB (Gravitational Wave Candidate Event Database)<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Gravitational_wave\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Gravitational_wave_detection\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Astronomia de ondas gravitacionais &#8211; Wikipedia<\/a><br><a href=\"http:\/\/www.universetoday.com\/127255\/gravitational-waves-101\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Ondas gravitacionais: como distorcem o espa\u00e7o &#8211; Universe Today<\/a><br><a href=\"http:\/\/www.universetoday.com\/127286\/gravitational-wave-detectors-how-they-work\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Detetores: como funcionam &#8211; Universe Today<\/a><br><a href=\"http:\/\/www.universetoday.com\/127329\/gravitational-wave-sources\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">As fontes de ondas gravitacionais &#8211; Universe Today<\/a><br><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=4GbWfNHtHRg\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">O que \u00e9 uma onda gravitacional (YouTube)<\/a><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>FAIR:<\/strong><br><a href=\"https:\/\/fair-center.eu\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">P\u00e1gina oficial<\/a><br><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Facility_for_Antiproton_and_Ion_Research\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Como \u00e9 que os elementos qu\u00edmicos s\u00e3o produzidos no nosso Universo? 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