Supernovas não produzem átomos pesados, diz estudo

(New Scientist / Folha) Uma análise de um novo modelo computacional sugere que os "ventos" de partículas emanados do núcleo de supernovas não são os responsáveis pela criação dos átomos pesados, como chumbo e urânio.

Os únicos elementos formados em abundância logo após o "Big Bang" foram hidrogênio e hélio. Elementos mais pesados foram formados pela fusão desses núcleos leves. As altas pressões e temperaturas dentro de estrelas comuns conseguem criar elementos até certo tamanho. Mas produzir elementos mais pesados que ferro, que possui um núcleo com 26 prótons, requer outro mecanismo.

É aí que entram as supernovas. Essas estrelas em estado explosivo jogam neutrinos de seu núcleo até sua superfície a velocidades próximas à da luz, retirando prótons e nêutrons de outros átomos ao longo do caminho. Isso cria um "vento" no qual prótons e nêutrons se fundem para formar núcleos de átomos menores. Mais prótons, nêutrons e átomos se unem, criando átomos maiores e mais pesados.

Mas átomos maiores que níquel, com 28 prótons, não aceitam novos prótons, pois a repulsão elétrica entre essas partículas - carregadas positivamente - é muito grande. Para criar esses átomos, é necessários que nêutrons também sejam incorporados ao núcleo e se transformem em prótons uma vez lá dentro, um processo conhecido como "captura rápida de nêutrons".

Acreditava-se que todos os elementos pesados poderiam ser criados dessa maneira. Agora Thomas Janka, do Instituto Max Planck, em Garching, Alemanha, e sua equipe dizem que a composição do "vento" gerado por neutrinos não poderia criar elementos pesados.

A equipe de Janka usou os mais recentes dados sobre energias e interações de prótons, nêutrons e neutrinos para produzir um modelo computacional de uma supernova pequena. A habilidade para produzir elementos grandes depende do número de nêutrons que podem entrar no núcleo, o que depende do número de nêutrons que não estão ligados a prótons. O modelo de Janka mostrou que o vento contem mais prótons que nêutrons, o que significa que não há nêutrons livres o suficiente para criar elementos muito maiores que estanho, elemento com 50 prótons.

"É um beco sem saída", diz Janka. "É o fim da captura rápida de nêutrons nesse ambiente". Em lugar disso, Janka sugere que as explosões ricas em nêutron que ocorrem durante a fusão de estrelas são as responsáveis pela criação dos elementos mais pesados, como ouro, chumbo e urânio.

A questão, porém, não está encerrada. Kohsuke Sumiyoshi, do Colégio Nacional Numazu de Tecnologia, no Japão, ressalva que grandes supernovas, devido a sua composição, podem explodir de maneira diferente comparadas a pequenas supernovas, como a modelada por Janka, e devem produzir uma proporção diferente de prótons e nêutrons. Janka, no entanto, acredita que o comportamento de grandes supernovas deve ser o mesmo.

O estudo foi publicado na revista "Physical Review Letters".