Ciência estelar: proposta de uma nova origem para o ouro, a prata e os elementos pesados

O colapso estelar pode ser o segredo da origem de muitas amostras de ouro, prata e elementos pesados da galáxia.

O ouro e os elementos pesados podem ser atribuídos a explosões cósmicas e a acontecimentos violentos semelhantes no espaço (imagem para representação metafórica utilizando IA).
O ouro e os elementos pesados podem ser atribuídos a explosões cósmicas e a acontecimentos violentos semelhantes no espaço (imagem para representação metafórica utilizando IA).

As erupções magnéticas, as explosões cósmicas e o colapso das estrelas podem estar na origem da distribuição de elementos pesados, incluindo o ouro, no Universo. Até agora, os astrónomos só conseguiram teorizar sobre a origem de alguns dos elementos pesados, como o ouro, o urânio e a platina.

Um colapso estelar ocorre quando uma estrela “colapsa” sob a sua própria gravidade. As estrelas de neutrões são os restos do colapso e da explosão de estrelas maciças, que também podem dar origem a erupções. Estes acontecimentos violentos são importantes para a formação de elementos pesados.

Uma nova análise de dados de arquivo mostra que até 10% dos elementos pesados da galáxia provêm de magnetares (ejetos de estrelas de neutrões altamente magnetizadas). O papel dos magnetares tinha sido anteriormente ignorado.

Os elementos pesados eram intrigantes, mas os cientistas pensavam que só podiam ser criados pelo processo r (rapid-nutron capture process), que descreve uma série de reações nucleares

Estrelas de neutrões em colisão

Esta origem pôde ser deduzida da colisão de duas estrelas de neutrões em 2017, na qual o telescópio LIGO e outros instrumentos mostraram a formação de metais pesados. Mas havia incertezas. Suspeitava-se que havia mais fatores em jogo. Parecia ainda que as colisões de estrelas de neutrões no Universo primitivo não estavam a produzir elementos pesados com a rapidez suficiente.

“Adoro novas ideias sobre como funcionam os sistemas, como funcionam as novas descobertas, como funciona o universo”, disse Thompson. “É por isso que resultados como estes são realmente excitantes”.

Todd Thompson, coautor do estudo e professor de astronomia na Universidade do Estado de Ohio, disse: “As estrelas de neutrões são objetos muito exóticos e muito densos que se sabe terem campos magnéticos muito grandes e muito fortes”, disse Thompson. "São quase como buracos negros, mas não o são".

Erupções de magnetares: Origens secretas

Os investigadores acreditam agora ter encontrado a resposta: As erupções de magnetares, que podem ser poderosos ejetores de elementos pesados, como confirmado por duas décadas de dados do SGR 1806-20. Os magnetares produzem subsequentemente prata e ouro que aterram na Terra. O estudo completo está publicado no The Astrophysical Journal Letters.

As explosões de supernovas produzem ouro e prata, que podem acabar na Terra, bem como carbono, oxigénio e ferro.

“Todo o material que ejetam é misturado na próxima geração de planetas e estrelas”, explica Thompson. “Biliões de anos mais tarde, estes átomos são incorporados naquilo que pode potencialmente conduzir à vida”.

Isto permite uma compreensão mais completa da origem dos elementos, não só na nossa Terra, mas também no espaço e noutros planetas, onde há sempre mais para aprender - mesmo quando se desenterram dados de arquivo.

“Estamos a desenvolver uma série de novas ideias nesta área e as observações em curso conduzirão a ainda mais ligações fantásticas”, afirma Thompson.

Referência da notícia

Anirudh Patel et al 2025 ApJL. Direct Evidence for r-process Nucleosynthesis in Delayed MeV Emission from the SGR 1806–20 Magnetar Giant Flare. The Astrophysical Journal Letters.