Buracos Negros primordiais podem ter ajudado a forjar os elementos químicos mais pesados!

Como muitos devem saber do clássico "somos poeira das estrelas", todos os elementos químicos naturais que conhecemos - como nitrogênio, carbono, oxigênio, titânio, etc - são produtos de fusão nuclear dentro das estrelas a partir de hidrogênio e hélio (dois elementos químicos de menor massa muito comuns no Universo), em um processo conhecido como nucleossíntese (1).

Porém, para a criação de elementos mais pesados do que o ferro (número de prótons + número de nêutrons maior do que 56), o processo estelar não é tão simples. Astrônomos acreditam que a maior parte desses elementos foram criados ou como resultado do colapso de massivas estrelas e as explosões de supernovas associadas, ou na fusão de sistemas binários de estrelas de nêutrons.

Agora, pesquisadores ofereceram outro método teórico pelo qual esses elementos pesados estariam sendo criados: através da destruição de estrelas de nêutrons por pequenos buracos negros.

As estrelas de nêutrons são as menores e mais densas estrelas conhecidas, comportando um imenso número de nêutrons (2). Já os pequenos buracos negros são ainda especulativos, mas muitos astrônomos acreditam que eles podem ser um subproduto do Big Bang e, agora, fazer parte de alguma fração da famosa 'Matéria Escura' que parece permear o Universo (3).

Bem, se esses pequenos buracos negros realmente seguem a distribuição da matéria escura no espaço e coexistem com as estrelas de nêutron, cálculos teóricos preveem que, em raras ocasiões, uma dessas estrelas podem capturar uma desses buracos negros e, este, então, pode começar a "devorá-la".

Nesse violento processo, as estrelas de nêutron começam a girar e ejetar matéria fria constituída de nêutrons, a qual descompressa, se aquece e produz os elementos pesados, como ouro, chumbo e prata (lembrando que nêutrons podem dar origem a um próton e a um elétron (2)).

E essa hipótese não é gratuita. Além de dar uma nova paternidade para os átomos mais pesados, o processo envolvido pode explicar quatro grandes mistérios na Astronomia:

1. O porquê de apenas 1 em cada 10 galáxias anãs serem ricas em elementos químicos pesados (já que o encontro das estrelas de nêutrons com os pequenos buracos negros seriam eventos raros);

2. Emissões distintas de luz infravermelha, fenômeno conhecido como "kilonova";

3. Emissões de rádio conhecidas como ´Fast Radio Bursts´ de fontes desconhecidas vindas das profundezas do cosmos;

4. A detecção de pósitrons (anti-matéria do elétron) no centro galático feita por observações de raios-X.

O estudo detalhando a hipótese foi publicado ontem na Physical Review Letters.

Referência: UCSD

(1) Artigos Recomendados: 

1. Como são formados os elementos químicos?
2. O que são as Estrelas de Nêutron?
3. O que são a Matéria e a Energia Escuras?