A cozinha dentro de uma estrela
Poucos minutos depois do Big Bang, o Universo tinha pronto um conjunto muito escasso: hidrogénio, hélio e vestígios de lítio. Ainda não existiam oxigénio, carbono nem cálcio - os átomos de que és composto em grande parte simplesmente não existiam.
Uma estrela funciona como um forno sob o seu próprio peso. A gravidade comprime o núcleo, a temperatura aumenta e os núcleos leves fundem-se em núcleos mais pesados. Quando um combustível se esgota, o núcleo comprime-se ainda mais e o seguinte acende-se - mas cada combustível seguinte arde a uma temperatura mais elevada e mais depressa do que o anterior. No fim da vida, uma estrela maciça está organizada como uma cebola, em camadas.
- Núcleo de ferro - a fusão já não produz energia
- Silício → ferro: cerca de um dia
- Oxigénio e néon: meses
- Carbono: centenas de anos
- Hidrogénio → hélio: milhões de anos
No ferro, a cadeia interrompe-se: o seu núcleo é o mais fortemente ligado e, a partir daí, a fusão não liberta energia, mas absorve-a. O suporte desaparece, o núcleo colapsa em menos de um segundo e uma onda de choque espalha o invólucro pela galáxia. Tudo o que a estrela fabricou ao longo de milhões de anos acaba no gás interestelar - matéria-prima para os planetas seguintes. É assim que se espalham o oxigénio e o silício, fabricados nas camadas antes do colapso. Mas uma explosão não é o único caminho para o exterior: o carbono das tuas proteínas, na maioria das vezes, não explodiu em lado nenhum; foi simplesmente levado pelo vento estelar de estrelas pequenas no fim da vida, enquanto cerca de metade do ferro - o mesmo ferro que agora transporta oxigénio pelo teu sangue - veio de explosões de anãs brancas.
Do que é feito o corpo
Se decompusermos o corpo por massa, quase dois terços são oxigénio, sobretudo na água. Depois vem o carbono, que forma cada proteína. O cálcio sustenta os teus ossos e o ferro representa uma pequena fração de um por cento do teu corpo - mas é ele que transporta o oxigénio no sangue.
Se contares átomos em vez de massa, o cenário inverte-se: cerca de 6 em cada 10 átomos do teu corpo são hidrogénio. É leve, por isso quase não influencia a tua massa.
E este hidrogénio é precisamente o mesmo dos primeiros minutos do Universo: nunca passou pelo núcleo de uma estrela. Mas quase todo o resto do peso do teu corpo passou por um forno estelar.
Como o descobrimos
Em 1952, Paul Merrill detetou linhas de tecnécio nos espectros de várias gigantes vermelhas. O tecnécio não tem isótopos estáveis: o que se observa nas estrelas decai ao fim de centenas de milhares de anos - enquanto uma estrela vive milhares de milhões. Portanto, não estava lá quando a estrela nasceu: está a ser produzido ali mesmo, agora.
A segunda prova surgiu em 2017, quando os astrónomos detetaram a fusão de duas estrelas de neutrões e conseguiram observar o brilho remanescente. Este apagou-se exatamente como deveria apagar-se uma nuvem de elementos pesados recém-criados; o estrôncio foi identificado de forma fiável pelas suas linhas, enquanto o ouro e a platina foram identificados pelo padrão geral. Segundo estas observações, é precisamente em fusões deste tipo que nascem o ouro e os outros elementos mais pesados.
Elementos forjados nas estrelas - evidência forte; origem do ouro - menos segura
Porque não pode uma estrela obter energia ao fundir núcleos mais pesados do que o ferro?
De onde veio o ferro que transporta o oxigénio no teu sangue?
Fontes
- Merrill, 1952 - tecnécio nos espectros de estrelas do tipo S
- observações da quilonova após a fusão GW170817, 2017. Carl Sagan, «Cosmos»: «Somos feitas de matéria estelar»
A seguir na série «Vida no Universo»
2 artigos na íntegra no site, mais 3 na app
