Processo nuclear em estrelas moribundas explica poeira pré-solar

Investigadores mediram, pela primeira vez, um processo nuclear em estrelas moribundas que resolve o mistério da poeira pré-solar, divulgou na sexta-feira o Instituto de Física Corpuscular (IFIC), de Espanha.

O IFIC, um centro conjunto do Conselho Superior de Investigações Científicas (CSIC) e da Universidade de Valência (UV), lidera esta experiência no CERN que “lança luz” sobre a abundância do elemento molibdénio nos grãos de poeira anteriores ao Sistema Solar.

O trabalho representa um avanço para a realização de medições precisas de outros processos nucleares e para a construção de uma imagem mais clara de como as estrelas criam os elementos mais pesados do universo, segundo a instituição.

De acordo com os investigadores, durante décadas, a antiga poeira estelar “escondeu um mistério”.

Também designados por grãos pré-solares, estas minúsculas partículas de poeira, mais antigas do que o Sistema Solar e preservadas em meteoritos primitivos, possuem uma composição que não podia ser explicada pelos modelos teóricos disponíveis.

O enigma foi agora parcialmente resolvido num trabalho experimental liderado por investigadores do IFIC, um centro conjunto do CSIC e da UV. O estudo foi publicado na revista ‘Physical Review Letters’.

Mais especificamente, o trabalho lançou luz sobre um aspeto particular da composição destes grãos: a sua quantidade invulgar de molibdénio-94.

O excesso deste elemento não podia ser explicado pelas teorias atuais e representava uma “lacuna importante” na compreensão da formação dos elementos pesados no universo.

Estes elementos são criados no interior das estrelas através de reações nucleares e, após a morte da estrela, são dispersos pelo cosmos, tornando-se os ingredientes de novas gerações de estrelas, planetas e tudo o que neles existe, incluindo os humanos.

Para compreender esta discrepância, a equipa do IFIC examinou, em laboratório, o comportamento de um isótopo radioativo do elemento químico nióbio: o nióbio-94.

“Este isótopo é de grande relevância para compreender a abundância de molibdénio”, explicou César Domingo, investigador do CSIC no IFIC e um dos autores do trabalho.

“Nas estrelas moribundas, onde ocorrem condições físicas extremas, o nióbio-94 pode sofrer várias reações nucleares que o transformam noutros elementos. Uma dessas reações transforma-o, precisamente, em molibdénio-94”, observou.

O nióbio-94 atua como ponto de bifurcação nas reações nucleares estelares.

Nele, competem dois processos, a captura de neutrões e o decaimento beta.

A quantidade final de molibdénio-94 produzida depende de qual destes dois processos predomina.

Até agora, a probabilidade de o nióbio-94 capturar um neutrão nunca tinha sido medida experimentalmente.

E é precisamente isso que a equipa do IFIC acaba de realizar na experiência n_TOF do CERN, o laboratório europeu de física de partículas em Genebra (Suíça), lançando luz sobre a formação do molibdénio nas estrelas e explicando, assim, a sua abundância.

“A medição mostrou-se próxima de algumas das estimativas teóricas anteriores. De facto, ao incorporar este novo resultado nos modelos estelares mais avançados, estes apresentam muito menos incerteza e conseguem reproduzir com sucesso as abundâncias de molibdénio-94 observadas na poeira estelar antiga, o que marca um marco no enigma do molibdénio”, explicou Javier Balibrea Correa, investigador do IFIC e primeiro autor do trabalho, no qual também participa Jorge Lerendegui Marco.

Embora o resultado da experiência represente um “grande passo” na resolução do ‘puzzle’ da poeira estelar, falta ainda compreender outra peça importante.

Os investigadores apenas dispõem de estimativas teóricas para os outros processos nucleares a que o nióbio-94 pode ser sujeito.