Formação dos Elementos Químicos

O Universo primitivo era essencialmente constituído por hidrogênio, hélio e um pouco de lítio, mas não continha os elementos químicos mais pesados que formam o mundo em que vivemos hoje. Aproximadamente 200 milhões de anos após o Big Bang, o Universo sofreu um dramático surto de formação de estrelas. Estas primeiras estrelas, formadas a partir dos gases primordiais, eram de massa muito elevada - até 200 vezes a massa do nosso Sol. O Sol é a estrela nossa vizinha, que se encontra no centro do Sistema Solar. Trata-se de uma estrela anã adulta. A temperatura na sua superfície do sol é de aproximadamente 5800 graus centígrados e o seu raio atinge os 700 mil quilômetros.

No seu interior, as estrelas produziram elementos químicos pesados, como o carbono e o oxigênio, através de processos de nucleossíntese dos elementos químicos mais leves, o hidrogênio e o hélio - diz-se que as estrelas queimaram o seu combustível nuclear (o hidrogênio e o hélio). Por serem estrelas de massa elevada, gastaram o seu combustível muito rapidamente e viveram muito pouco tempo - as de massa mais elevada terão vivido apenas uns 3 milhões de anos. Perto do fim das suas vidas, estas estrelas ainda conseguiram queimar elementos mais pesados, como o carbono e o oxigênio, para formarem os elementos químicos até ao número atômico do ferro. Todos os elementos químicos mais pesados do que o ferro só são produzidos quando as estrelas explodem como supernovas.

Uma supernova é a explosão de uma estrela no final da sua vida. As explosões de supernova são de tal forma violentas e luminosas que o seu brilho pode ultrapassar o brilho de uma galáxia inteira.

Recentemente, simulações em computador efetuadas pela equipa de V. Bromm (Centro Harvard-Smithsonian para a Astrofísica, EUA) mostraram que esta primeira geração de estrelas teve a capacidade de espalhar uma quantidade incrível de elementos químicos pesados, a alta velocidade, ao longo de milhares de anos-luz. Cada uma destas primeiras estrelas de massa elevada terá convertido cerca de metade da sua massa em elementos pesados, sendo grande parte ferro. Como resultado, cada explosão de supernova lançou para o meio interstelar uma quantidade de ferro que, no caso das estrelas de massa mais elevada, pode ir até o equivalente a 100 vezes a massa do Sol

E acrescente-se ainda o enriquecimento do meio interstelar com o produto das reações que ocorreram durante a fase de supernova da estrela. Assim, com a tenra idade de 275 milhões de anos, o Universo já estava substancialmente enriquecido com metais.

Este processo de enriquecimento de elementos químicos pesados foi ajudado pela estrutura do Universo jovem, onde pequenas protogaláxias, com menos de um milionésimo da massa da Via Láctea, estavam todas muito próximas umas das outras. A pequena dimensão e a curta distância entre estas protogaláxias, permitiu que cada supernova rapidamente enriquecesse quimicamente um volume do espaço significativo.

As simulações realizadas por Bromm e colaboradores mostraram que as explosões de supernovas mais energéticas enviaram ondas de choque que levaram os elementos químicos pesados para distâncias superiores a 3000 anos-luz! Estas ondas de choque varreram quantidades enormes de gás para o espaço intergaláctico, deixando para trás “bolhas” quentes de gás e provocando novos surtos de formação de estrelas. A segunda geração de estrelas já se formou a partir de gás enriquecido com os elementos químicos pesados da primeira geração. Sem a eficiência desta primeira grande geração de estrelas, provavelmente o nosso mundo não existiria.

Fonte da notícia: http://cfa-www.harvard.edu/press/pr0321.html