Em laboratório, foi medida diretamente pela primeira vez uma reação nuclear ligada à formação de elementos pesados em explosões de estrelas de neutrões.

Эксперимент показал, что предполагаемый барьер на пути синтеза тяжёлых элементов в рентгеновских вспышках значительно слабее, чем считалось ранее

Em vez de depender apenas de modelos, uma equipa de físicos da Universidade Estatal do Mississippi conseguiu medir diretamente, em laboratório, uma reação nuclear essencial que se acredita ocorrer durante explosões rápidas em estrelas de neutrões. Estas explosões ajudam a gerar elementos mais pesados - os “tijolos” que, mais tarde, entram na composição de planetas e da própria vida na Terra.

«O Universo começou quase totalmente com hidrogénio e hélio. Cada elemento mais pesado - do oxigénio que respiramos ao ferro no núcleo da Terra - formou-se depois, em estrelas e nas suas explosões. Ao determinar como as explosões estelares criam elementos pesados, os cientistas obtêm uma visão mais clara de como os elementos que formam planetas e sustentam a vida estão distribuídos pelo Universo», destacou o investigador principal Jaspreet Randhawa, professor associado do Departamento de Física e Astronomia.

Randhawa e o seu estudante de doutoramento Muhammad Asif Zubair investigaram se existe, na natureza, uma barreira que impeça a formação de elementos ainda mais pesados durante explosões de raios X à superfície de estrelas de neutrões. «As nossas medições mostram que essa barreira é muito mais fraca do que se esperava, o que significa que o processo de formação de elementos pesados pode continuar», acrescentou Randhawa.

As estrelas de neutrões são restos extremamente densos deixados pela explosão de estrelas massivas. Apesar de terem dimensões comparáveis às de uma cidade, a sua massa pode ultrapassar a do Sol. Em alguns sistemas binários, elas puxam material de uma estrela companheira, criando temperaturas e pressões extremas que desencadeiam explosões de raios X.

Há muito que os cientistas suspeitavam que o processo de formação de elementos pesados nestas explosões pudesse “empancar” num isótopo de vida curta, o copper-59, que decai em menos de 2 minutos. Esse intervalo tão curto dificultava estudar a reação em laboratório. No novo trabalho, a equipa produziu um feixe de copper-59, acelerou-o e direcionou-o para um alvo de hidrogénio congelado antes de ocorrer o decaimento. O experimento foi realizado no TRIUMF, o principal laboratório do Canadá em física nuclear e de partículas - e um dos poucos no mundo capaz de produzir feixes de copper-59 em quantidades suficientes para estudo. Este foi o primeiro medição direta, em laboratório, desta reação-chave.