5306: O Universo pode estar cheio de minúsculas bombas atómicas naturais

CIÊNCIA/ASTROFÍSICA/ASTRONOMIA

(Artigo relacionado em inglês – Live Science)

NASA/CXC/SAO

As estrelas do Universo funcionam com fusão nuclear, mas a fissão nuclear – mecanismo no centro de uma bomba atómica – é um processo extremamente raro na natureza. Agora, investigadores estão a sugerir que um tipo de fissão nuclear nas anãs brancas resulta em explosões semelhantes a bombas atómicas.

De acordo com o Vice, dois cientistas acreditam ter identificado um ambiente natural exótico onde a fissão nuclear não só ocorre, mas também poderia desencadear um dos tipos mais importantes de explosão do Universo: uma super-nova.

Quando as estrelas morrem, deixam para trás vestígios, desde buracos negros a estrelas de neutrões e anãs brancas, todos com as suas próprias propriedades.

As anãs brancas, os restos de estrelas como o nosso Sol, podem morrer pela segunda vez em explosões chamadas super-novas Tipo 1a, que têm um brilho tão consistente que os cientistas as usam como “velas padrão” para medir a expansão do Universo.

Acredita-se que essas explosões ocorram quando as anãs brancas são oprimidas por material puxado de uma estrela companheira, mas um novo estudo sugere que uma reacção de fissão ultra-rara pode desencadear algumas dessas explosões brilhantes.

“As pessoas pensam que [as anãs brancas] têm uma estrela companheira porque não sabiam como fazer a estrela explodir sem uma companheira”, disse Charles Horowitz, professor de física da Universidade do Indiana. “Podemos estar errados sobre os companheiros, pelo menos para alguns dos Tipo 1as”.

Horowitz e o co-autor Matt Caplan, professor de física na Universidade Estadual de Illinois, sugerem que os elementos radioactivos cristalizados, que chamam de “flocos de neve de urânio”, podem causar problemas no interior das anãs brancas.

Esses flocos apareceriam 100 milhões de anos após a formação das estrelas mortas, permitindo que o remanescente arrefecesse o suficiente para que elementos pesados ​​- incluindo o grupo actinídeo ao qual pertence o urânio – congelassem em cristais reticulados.

“Seria um cristal muito sujo”, disse Caplan. “O floco de neve provavelmente incluirá chumbo, provavelmente incluirá tório e pode até ter uma estrutura de cristal especial que é 50/50 de actinídeos e elementos leves.”

Em segundos, esses flocos podem crescer até ao tamanho de grãos de areia dentro de uma anã branca. Como o urânio é radioactivo e instável, um núcleo nessas formações inevitavelmente decairia, disparando um trio de neutrões para os seus vizinhos próximos e desencadeando uma reacção em cadeia de fissão nuclear semelhante à detonação de uma bomba atómica.

Todo o calor e energia produzidos a partir da fissão faria com que elementos mais leves, como carbono e oxigénio, se fundissem, criando um estado super-carregado semelhante a uma arma de fusão, como uma bomba de hidrogénio.

“Se estivesse suficientemente quente, num local apertado, e se se libertasse energia suficiente, isso pode queimar todo o carbono e oxigénio da estrela. Quando o carbono e o oxigénio começam a queimar, é o barril de pólvora que sobe. Nesse ponto, temos uma super-nova” que “obliteraria completamente a estrela”, explicou Caplan.

Assim, a decomposição de um único núcleo de urânio poderia iniciar uma das formas mais raras e cientificamente significativas de explosão estelar do Universo.

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Horowitz e Caplan alertaram que esta é uma nova hipótese para explicar as super-novas Tipo 1a e que não há evidência directa de que flocos de neve de urânio desencadeiem essas explosões.

“Acho que o próximo passo mais importante é fazer com que os nossos amigos que fazem simulações de super-nova tentem colocá-lo num código e ver se esses pequenos flocos de neve podem ficar suficientemente quentes para iniciar uma reacção de fusão”, disse Caplan.

Este estudo, que vai ser publicado na revista científica Physical Review Letters, está disponível na plataforma de pré-publicação ArXiv.

Por Maria Campos
11 Março, 2021