Durante décadas, o mistério sobre a origem do ouro mais antigo do universo foi suficiente para gerar incerteza entre os astrofísicos. As teorias mais aceitas apontavam para colisões entre estrelas de neutrões como o mecanismo responsável pela formação de metais pesados, incluindo o ouro.
Este tipo de eventos, extremamente energéticos, podem gerar as condições necessárias para a síntese de elementos complexos. No entanto, os prazos temporais não se encaixavam com a quantidade de ouro observada hoje no universo.
Qual poderia ser a origem do ouro mais antigo do universo, segundo os cientistas?
A descoberta de uma nova fonte potencial deu uma reviravolta no debate sobre a origem do ouro. Os investigadores reanalisaram dados provenientes de telescópios da NASA e da Agência Espacial Europeia, focando-se em fenómenos astronómicos que tinham sido subestimados até agora.
A chave pode estar num tipo particular de explosões associadas às chamadas magnetares, uma classe rara de estrelas de neutrões.
Estas são caracterizadas por possuírem um campo magnético milhares de vezes mais forte do que o de uma estrela de neutrões comum. Estes objetos cósmicos podem gerar explosões breves, mas muito poderosas, de radiação, conhecidas como gigantescas erupções solares.
Essas explosões ocorrem durante o que é conhecido como «starquakes», uma espécie de terremotos estelares. Em certos casos, esses eventos podem expelir para o espaço material proveniente da crosta do magnetar.
E aqui está o que nos interessa: esse material inclui elementos pesados como o ouro.
A última vez que uma dessas explosões foi registrada da Terra foi em 2004. Naquela ocasião, os instrumentos detectaram um sinal fraco de raios gama que não foi completamente compreendido. Hoje, esse sinal é interpretado como uma possível evidência de expulsão de metais pesados.
Por que se acredita que o ouro mais antigo do universo surgiu antes do que se pensava?
Um dos principais avanços do estudo é a estimativa de que essas explosões podem ter ocorrido apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.
Isso implica que o ouro mais antigo do universo pode ter se originado em um período muito mais antigo do que se acreditava possível.
Aqui estão alguns pontos importantes do estudo:
- Até 10% dos elementos mais pesados que o ferro presentes na Via Láctea podem ter origem nestes eventos.
- As condições extremas geradas pelos flares permitem um processo de formação rápida de elementos pesados, conhecido como processo r.
- Este processo requer uma enorme densidade de neutrões, algo que pode ser alcançado nas explosões dos magnetares.
O mecanismo seria o seguinte: os átomos leves presentes na crosta do magnetar absorvem múltiplos neutrões quase simultaneamente. Esta sobrecarga gera instabilidade no núcleo atómico e desencadeia reações em cadeia.
Através de uma série de desintegrações nucleares, os átomos aumentam o seu número de protões e transformam-se em elementos mais pesados, como o ouro.
Como descobriram a origem do ouro?
A equipa de investigação trabalhou com registos de mais de 20 anos compilados por telescópios espaciais. Estes arquivos, que na altura não foram associados à formação de metais pesados, foram reanalisados com novos modelos teóricos.
Entre os instrumentos utilizados destacam-se:
- O Observatório de Raios Gama Compton da NASA.
- Telescópios da ESA especializados em radiação de alta energia.
Olhando para o futuro, a NASA planeia lançar em 2027 a missão COSI (Compton Spectrometer and Imager), que se concentrará em observar fenómenos energéticos do cosmos, incluindo possíveis novas explosões de magnetares. Esta missão poderá confirmar definitivamente a hipótese sobre a origem do ouro mais antigo do universo.
O que pensa a comunidade científica sobre esta descoberta?
Embora a hipótese do papel dos magnetares seja promissora, nem todos os cientistas estão convencidos. A comunidade astrofísica aguarda novas observações que ajudem a corroborar os resultados.
Enquanto isso, o estudo reabriu o debate sobre a cronologia e os processos de formação de elementos pesados nos estágios iniciais do universo.
Desde 2017, quando foi observada pela primeira vez uma colisão entre estrelas de neutrões com presença de ouro no sinal luminoso, acreditava-se que esse tipo de evento explicava grande parte do ouro detectado.
No entanto, tal como citado na revista The Astrophysical Journal Letters, esses processos não teriam ocorrido suficientemente cedo para justificar a presença de ouro no universo primitivo.
O novo modelo baseado em explosões de magnetares não pretende descartar outras fontes, mas sim adicionar uma peça que faltava no puzzle. Se for confirmado, poderá alterar a forma como se entende a evolução química do universo desde as suas primeiras fases.