Origem dos Elementos

Muitos dos elementos presentes no dia a dia, o Oxigênio, o Carbono, o Ferro e outros, constituem apenas 2% do total da matéria usual do Universo. Todo o resto é composto de 73% de Hidrogênio e 25% de Hélio. Mas, sem esses elementos, não existiríamos aqui. De onde vem esses elementos?

Logo depois do Big-Bang, quase 100% da matéria é constituída de Hidrogênio, com uma pequena parcela composta de uma mistura de Deutério, Hélio e Lítio. À medida que o Universo se expande e esfria, inicia-se a concentração das massas, nascendo as estrelas.

A evolução das estrelas se dá lentamente; a contração gravitacional causa aquecimento interno, e são iniciados processos de fusão nuclear. Há várias fases nesse processo de evolução estelar, que ocorrem por conta de um balanço delicado entre a pressão gravitacional, a taxa de criação de energia por reações nucleares e o escape de energia (vista na forma de luminosidade). Essas fases correspondem à sequência principal (nosso Sol está nesta fase), Gigante Vermelha e outras.

Elementos mais pesados são criados gradualmente no centro de estrelas, por fusão nuclear; esse processo de fusão termina quando atinge-se o 56Fe, núcleo que possui a maior energia de ligação por partícula.

Quando as reações termonucleares cessam, a estrela começa a resfriar, e inicia a contração gravitacional. Dependendo do tamanho da estrela, seu estado final pode ser uma anã branca ou uma supernova. A explosão da supernova espalha no Universo o seu material, que posteriormente fazem parte da formação das estrelas da geração seguinte. Se a supernova for do tipo II, podem ser criados elementos mais pesados que o 56Fe, via o processo – r. Estudos recentes indicam que a fusão de duas estrelas de nêutrons também desempenha um papel importante na geração de elementos pesados como o Ouro via o processo-r.

A Física Nuclear faz o papel fundamental para esses estudos.