Experiência mostra que a barreira à síntese de elementos pesados em explosões de raios X é muito mais fraca

Experiência revela que a alegada barreira à síntese de elementos pesados em explosões de raios X é muito mais fraca do que se pensava

Físicos da Universidade Estatal do Mississippi realizaram uma medição laboratorial directa de uma reacção nuclear essencial que se julga ocorrer durante explosões violentas em estrelas de neutrões. Estas explosões originam elementos mais pesados, que são os «blocos de construção» dos planetas e da vida na Terra.

«O Universo começou composto quase inteiramente por hidrogénio e hélio. Todos os elementos mais pesados - desde o oxigénio que respiramos ao ferro no núcleo da Terra - foram criados mais tarde nas estrelas e nas suas explosões. Ao determinar de que forma as explosões estelares produzem elementos pesados, os cientistas obtêm uma visão mais clara de como os elementos que formam planetas e sustentam a vida se distribuem pelo Universo», afirmou o investigador principal Jaspreet Randhawa, professor associado de Física e Astronomia.

Explosões de raios X em estrelas de neutrões

Randhawa e o seu estudante de doutoramento, Muhammad Asif Zubair, investigaram se existe na natureza uma barreira que impeça a produção de elementos mais pesados durante explosões de raios X à superfície de estrelas de neutrões. «As nossas medições indicam que esta barreira é muito mais fraca do que o esperado, o que permite que o processo de formação de elementos pesados continue», acrescentou Randhawa.

As estrelas de neutrões são remanescentes extremamente densos deixados pela explosão de estrelas massivas. Embora tenham dimensões comparáveis às de uma cidade, podem possuir uma massa superior à do Sol. Em determinados sistemas binários, atraem matéria de uma estrela companheira, gerando temperaturas e pressões extremas que desencadeiam explosões de raios X.

Há muito que os cientistas admitiam que o processo de formação de elementos pesados nestas explosões pudesse ser interrompido no isótopo de vida curta cobre-59, que se desintegra em menos de 2 minutos. Esta curta duração tornava difícil estudar a reacção em laboratório. No novo estudo, a equipa produziu um feixe de cobre-59, acelerou-o e dirigiu-o contra um alvo de hidrogénio congelado antes de o isótopo se desintegrar. A experiência decorreu no TRIUMF, o principal laboratório canadiano de física nuclear e de partículas e um dos poucos no mundo capazes de produzir feixes de cobre-59 em quantidades suficientes para investigação. Tratou-se da primeira medição laboratorial directa desta reacção fundamental.