Quânticas

Por Marcelo Lapola

Marcelo Lapola é doutor em Astrofísica e Cosmologia pelo ITA e professor do Centro Universitário da Fundação Hermínio Ometto.

Desde os tempos antigos, a humanidade olha para o céu noturno e se pergunta sobre sua própria origem. Uma questão fascinante que ecoa ao longo das eras é: somos feitos da mesma matéria que compõe as estrelas? A resposta a essa indagação remonta aos primórdios do Universo e mergulha profundamente nos processos cósmicos que moldam nosso mundo.

A Cosmologia mostra que o Universo passou por três grandes eras em sua evolução desde o Big Bang: a era da radiação, a da matéria e a da energia escura, que é a atual. A era da matéria é marcada pela transição da matéria primordial, que consistia principalmente em prótons, nêutrons, elétrons e fótons, para a formação dos primeiros átomos neutros de hidrogênio e hélio.

Mas a dúvida ainda persiste: e os outros elementos, como o carbono e o oxigênio, se formaram?

A descoberta de que os elementos químicos são fabricados no interior das estrelas é atribuída principalmente ao físico e astrofísico britânico Sir Arthur Eddington. Em 1920, Eddington foi um dos pioneiros na compreensão dos processos nucleares que ocorrem nas estrelas e em como esses processos contribuem para a formação dos elementos químicos.

Em suas pesquisas, ele demonstrou a ideia de que a fusão nuclear dentro das estrelas era responsável pela criação de elementos mais pesados que o hidrogênio, como hélio, carbono, oxigênio e assim por diante. Seu trabalho contribuiu significativamente para a compreensão atual da nucleossíntese estelar e do ciclo de vida das estrelas.

Raiz cósmica

A jornada começa em nuvens cósmicas gigantes, conhecidas como nebulosas, onde as forças da gravidade e da pressão se entrelaçam em um balé cósmico. Essas nuvens, compostas principalmente de hidrogênio e hélio, servem como berçário para a formação de estrelas. Sob a influência gravitacional, regiões densas dentro dessas nuvens começam a colapsar graças à gravidade, dando origem a protoestrelas.

À medida que a protoestrela se contrai, a temperatura e a pressão em seu núcleo aumentam exponencialmente. Nesse ambiente incandescente, ocorrem reações nucleares que transformam hidrogênio em hélio, liberando quantidades imensuráveis de energia luminosa. Assim, nasce uma estrela, irradiando luz e calor para o cosmos.

No entanto, o verdadeiro espetáculo cósmico começa quando estrelas massivas atingem o fim da vida. Nessas explosões descomunais, conhecidas como supernovas, elementos mais pesados que o hélio, como carbono, oxigênio, nitrogênio e ferro, são forjados em um frenesi nuclear.

E esses elementos, essenciais para a vida como a conhecemos, são lançados no espaço, espalhando-se por vastas regiões da galáxia. É aí que a conexão entre estrelas e seres humanos se torna evidente. Os átomos que nos compõem – carbono, oxigênio, nitrogênio e muitos outros – foram gerados no interior das estrelas e dispersos pelo cosmos durante essas explosões cósmicas. Em última análise, cada átomo em nosso corpo compartilha uma história cósmica, remontando às profundezas do Universo.

E novas perguntas surgem, como “afinal, em que estrela se formaram os átomos dos elementos que constituem meu corpo e todo o Sistema Solar?”. Bem, são fortes as evidências de que somos o produto de uma “supernova primordial”, que deu origem a todo o Sistema Solar, a mim, e a você.

A origem de tudo

A supernova primordial é conhecida como a "Supernova Próxima". No entanto, ainda não há uma confirmação definitiva sobre qual supernova específica teria sido responsável por fornecer os elementos pesados que compõem nosso Sistema Solar.

A ideia por trás dessa hipótese é que a explosão de uma supernova próxima teria enriquecido a região do espaço onde nosso sistema se formou com os elementos necessários para a formação de planetas e vida.

Essa teoria baseia-se na análise de isótopos radioativos encontrados em meteoritos e no estudo da abundância de elementos no Universo. Embora seja uma hipótese fascinante, ainda há muito a ser descoberto e confirmado sobre isso.

Portanto, quando contemplamos as estrelas cintilantes no céu noturno, podemos vislumbrar não apenas nosso passado, mas também nossa conexão intrínseca com o vasto cosmos. Somos, de fato, feitos de poeira estelar, como o astrônomo Carl Sagan gostava de dizer.

Essa é uma lembrança humilde de nossa origem cósmica e um testemunho da grandiosidade do Universo que habitamos. Ou, nas palavras do físico Richard Feynman: “Eu, um universo de átomos, um átomo no Universo.”

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