Formação dos Elementos Químicos no Universo

Formação dos Elementos Químicos no Universo

Por: QUIMLAB

É uma teoria aceita que os elementos químicos que formam a matéria existente como nosso planeta e nosso corpo foram produzidos por um processo denominado “Nucleossíntese”. Acredita-se que a nucleossíntese de elementos leves como o Hidrogênio, Hélio, Lítio e Berílio, foram produzidas a partir de um plasma de sub-partículas conhecidas como quarks-glúons, oriundas da grande explosão primordial (Big Bang), quando o universo resfriou abaixo de 10 milhões de graus. Este processo que formou praticamente todo o hidrogênio do universo, que é o elemento mais abundante, é chamado de “Núcleo-gênese”. Os outros elementos mais pesados, como o carbono, oxigênio, ferro e etc. são formados no interior das estrelas por processos de fusão ou fissão nuclear que se iniciaram pelo Hidrogênio.

Sol – Fornalha nuclear de produção de elementos químicos que usa o Hidrogênio como matéria prima. 

Elementos Químicos Pesados – Formado em explosões de estrelas Supernovas.

Estes elementos são produzidos por fusão nuclear nos núcleos das estrelas. Durante estas fusões ocorre grande liberação de energia, já que as massas dos núcleos produzidos são inferiores as dos núcleos iniciais. Parte da massa perdida durante a fusão nuclear é convertida em energia, de acordo com a Equação de Einstein E=MC2. Estas fusões nucleares explicam o calor e a luz do Sol, percebidos por nós, aqui na Terra. 

As seguintes reações nucleares ocorrem nas estrelas para formarem elementos do Hélio até o Ferro:

• Fusão de Hidrogênio e produção de Hélio.

• Fusão de Hélio e produção de Carbono, Oxigênio e Neônio.

• Fusão de Carbono, Oxigênio e Neônio e produção de todos os elementos até o Silício.

• Fusão de Silício e produção de todos os elementos até o Ferro.

Reação de Fusão Nuclear predominante no o Sol que leva a Produção de Hélio

Os seguintes processos de fusão predominam em estrelas como o Sol que possui temperatura da ordem de 4.000.000 Kelvins no núcleo:

Cadeia Próton-Proton (pp1) – Reação predominante com 84,92% de Freqüência que leva a formação de Hélio-4.

Cadeia Próton-Próton (pp2) – Reação com 15,08% de freqüência que leva a formação de Lítio.

Cadeia Próton-Próton (pp3) – Reação com 0,1% de freqüência que leva a formação de Hélio-4.

Cadeia Nuclear CNO (Carbono e Nitrogênio, Oxigênio).

Em estrelas mais pesadas que o Sol e com temperatura no núcleo da ordem de 15.000.000 Kelvins podem ocorrer o processo de fusão nuclear conhecido como Cadeia CNO que forma outros elementos como o Carbono e Nitrogênio, Oxigênio.

Cadeias de Fusão Nuclear Próton-Próton (pp) que ocorrem no Sol. 

PRODUÇÃO DE ELEMENTOS MAIS PESADOS QUE O FERRO

Os elementos mais pesados que o ferro são produzidos por captura de nêutrons ou prótons durante a explosão de estrelas como as chamadas “Supernovas”. 

São conhecidos diversos processos de formação de elementos pesados como:

Captura de Neutrons: R-processo e S-processo

Captura de Prótons: Rp-Processo

Fóton-Desintegração: P-processo

Formação de elementos da Prata até o Antimônio pelo Processo S (Slow) de Captura de Neutrons

É importante lembrar que a Nucleossíntese é um ciclo contínuo e progressivo:

a) Na formação do universo foram produzidos o hidrogênio e parte do hélio

b) Formaram-se então as primeiras estrelas, que num dado momento concluíram seu ciclo evolutivo e ejetaram

para o meio interestelar os elementos químicos que produziram, seja por perda de massa seja pela explosão de uma supernova.

c) Este material fez parte da geração seguinte de estrelas, que em seu ciclo de vida produziu material ainda mais enriquecido em elementos pesados, e assim sucessivamente.

Filosoficamente podemos dizer que todos nós somos constituídos de poeiras de estrelas.