Os elementos naturais mais pesados da tabela periódica surgiram em alguns dos eventos mais extremos do universo, como supernovas e kilonovas. Agora, uma equipe de cientistas encontrou evidências de um tipo raro de explosão estelar e o adicionou na lista das "fabricantes de metalicidade" do cosmos.

Normalmente, estrelas muito antigas, criadas pouco depois do Big Bang, possuem baixa metalicidade - na astronomia, isso significa que elas apresentam essencialmente hidrogênio e hélio, enquanto qualquer outro elemento mais pesado que estes são curiosamente considerados "metais".

Para criar elementos mais pesados que o zinco, no entanto, pensava-se ser necessária uma colisão entre objetos massivos, como estrelas de nêutrons. O problema desse modelo é que esses eventos demoraram um pouco para acontecer, e mesmo antes disso alguns desses elementos já "perambulavam" pelo universo. Alguma peça estava faltando, era necessário outro método para gerar metalicidade no universo.

Um estudo publicado pela revista Nature mostrou um dos processos que poderiam preencher essa lacuna. Os autores estudaram uma estrela catalogada como SMSS J2003-1142, observada pela primeira vez em 2016 e, mais tarde, estudada em 2019. A partir dessas observações, a equipe estudou a composição química da estrela e encontrou um teor de ferro cerca de 3 mil vezes menor do que o do Sol. Isso significa que ela é quimicamente primitiva.

Mas a estrela tem uma composição curiosa, como quantidades excepcionalmente altas de nitrogênio, zinco, európio e urânio. Por outro lado, os altos níveis de nitrogênio indicam que a estrela-mãe que deu origem à SMSS J2003-1142 tinha rotação rápida, e a quantidade de zinco sugere que ela explodiu com energia cerca de dez vezes a de uma supernova "normal". Além disso, a grande quantidade de urânio exige a presença de muitos nêutrons.

Todas essas características levaram os autores do artigo a concluir que esta estrela foi produzida a partir do material de uma super explosão de hipernova magnetorotacional, ocorrida menos de um bilhão de anos após o Big Bang. Segundo a equipe, este é o primeiro trabalho a forneceu uma evidência de que esse tipo de hipernova é uma das fontes de elementos pesados em nossa galáxia.

Existem alguns fatores que ajudaram a descartar a fusão de estrelas de nêutrons como fornecedora dos elementos pesados encontrados na SMSS J2003-1142. Um deles é que essas fusões produzem apenas elementos pesados, então seria necessário outras fontes para explicar elementos como cálcio, observados da estrela. "Este cenário, embora possível, é mais complicado e, portanto, menos provável", escreveram os pesquisadores.

Em última análise, o modelo de hipernovas magnetorrotacionais pode explicar a composição da estrela SMSS J2003-1142 por meio de um único evento. Aliado às fusões de estrelas de nêutrons, que viriam a acontecer tempos depois, o modelo mostra como todos os elementos pesados da Via Láctea podem ter sido criados.

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