estrelas de neutroes

A procura de recursos e materiais preciosos esteve sempre na base na procura de novos horizontes. Assim aconteceu por exemplo com os descobrimentos portugueses que conduziram ao estabelecimento de novas rotas comerciais. Tal só foi possível devido a grandes desenvolvimentos, como por exemplo na área da Astronomia e Cartografia.

A procura de elementos preciosos como a água e elementos pouco abundantes na Terra (comparativamente a outros) em crescente procura devido à sua importância para a construção de objectos da vida diária em países economicamente desenvolvidos, motivou a procura de rotas viradas para o espaço com o objectivo da exploração de asteróides. Entre os elementos procurados encontramos os chamados elementos raros metálicos (como por exemplo o Indium) usado na produção electrónica, e os metais do grupo Platinum (platinum, rhodium, palladium e osmium) usados por exemplo na joalharia e indústria automóvel.

Para além do objectivo da procura de elementos preciosos, acredita-se que a mineração dos asteróides constitui um passo importante para a colonização do Espaço.

A exploração comercial dos asteróides está a ser concebida por companhias de natureza privada, como por exemplo a Planetary Resources ou a Deep Space Industries, para a qual são necessários dois tipos de conhecimento: em primeiro lugar, é preciso conhecer as propriedades que permitem chegar ao asteróide para efectuar a sua mineração. Em segundo lugar, e de relevância primordial para a companhia de mineração, a sua composição. Actualmente, estes conhecimentos são conseguidos remotamente por análises complementares, embora nem sempre sejam inteiramente conclusivas. Espera-se que o mercado de mineração espacial deva crescer a uma taxa de crescimento anual de 23,60%. Isto deve-se essencialmente a investimentos crescentes de empresas privadas e a um crescente número de iniciativas governamentais para regulamentar a mineração de asteróides.

Estamos a entrar na conquista das minas preciosas espaciais ou como o Físico Michio Kaku carateriza “flying gold mines in space” (minas de ouro voadoras no espaço).

Todos sabemos que existem elementos mais abundantes do que outros. Por exemplo sabemos que o ouro é menos abundante do que outros elementos mais leves que o Ferro. Porquê ?

No centro dos átomos encontramos os núcleos que são constituídos por protões e neutrões.  Os núcleos dividem-se em dois tipos: estáveis e radioactivos isto é, são instáveis e decaem para outras espécies nucleares. A produção de elementos mais pesados (com número elevado de protões e neutrões) como por exemplo o ouro e a prata foi durante muito tempo um mistério. Já se sabia que esta produção era feita através do chamado processo rápido de captura de neutrões (processo do tipo r). Neste processo, um núcleo evolui através da captura rápida de múltiplos neutrões: depois de capturar um neutrão, um núcleo em geral deixa de ser estável. Pode então transformar um neutrão em protão, com a emissão de um electrão e um anti-neutrino. Num cenário cósmico com abundância de neutrões, se estes forem rapidamente capturados antes de novo decaimento dá-se a criação dos elementos mais pesados.

Contudo até recentemente o local/locais onde ocorre os processos do tipo r ainda não tinham sido identificados. Previsões conjuntas feitas pelo Max-Plank-Institute e Universidade de Bruxelas, mostraram que este processo ocorre durante o processo de fusão de duas estrelas binárias de neutrões.

Ver aqui “mini-vídeo” com a colisão de duas estrelas, com formação do ouro!

Estas previsões foram posteriormente confirmadas experimentalmente através da observação simultânea de ondas gravitacionais (ondulações no espaço tempo) pelo LIGO (laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) e VIRGO e de um flash de ondas electromagnéticas.

Não admira pois que por exemplo o ouro seja tão precioso pois resulta de uma admirável criação cósmica !

Um pouco mais sobre asteróides

Os asteróides são corpos celestes cujo estudo poderá contribuir para a compreensão do sistema solar primordial. A maioria dos asteróides circula no chamado cinto de asteróides entre Marte e Júpiter.

estrelas de neutrões ouro
Crédito: ESA/Hubble, M. Kornmesser

A investigação dos asteróides tem sido feita á distância para determinação da sua forma, do seu período de rotação, da sua orientação, densidade e composição em particular da sua composição metálica. Para isto recorre-se a uma variedade de diferentes tecnologias. Para o conhecimento da sua composição, entre outros, recorre-se a técnicas de Espectroscopia em que se analisa por exemplo a distribuição dos comprimentos de onda luz reflectida pelo corpo permitindo a análise da sua composição. A extracção comercial de elementos preciosos implica, para além disto, da criação de tecnologias avançadas para trazer de uma forma rentável o conteúdo do asteróide para Terra.

Em paralelo, missões exploratórias locais de natureza não comercial começaram já a ser iniciadas como a missão Hayabusa 2 da Agencia de exploração aeroespacial Japonesa ( Japanese Aerospace Exploration Agency, JAXA) na visita do asteróide Ryugu que conseguiu aterrar, recolher amostras e retornar à Terra.

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Doutorada em Física Nuclear Teórica pela Universidade de Surrey, Reino Unido, e é actualmente Professora do Departamento de Física do Instituto Superior Técnico. Trabalha como cientista em Física Nuclear Teórica, Teoria das Reacções Nucleares, núcleos exóticos produzidos por feixes de iões radioactivos e reacções de interesse Astrofísico. Foi Membro do INTC (2015-2017) (ISOLDE and Neutron Time-of-Flight Experiments Committee). O Laboratório ISOLDE destina-se à produção de feixes de iões radioactivos a baixas energias para aplicação no domínio da Física Nuclear e Atómica, bem como das Ciências dos Materiais e da Vida. Foi membro do Comité Científico R3B/Nustar/FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), um novo laboratório internacional (International Acelerator Facility), destinado entre outros a estudar a estrutura da matéria e a evolução do Universo.. Autora e Co-Autora de cerca de 100 publicações científicas em revistas internacionais e edições especiais com referee. Participou em 19 projectos científicos financiados (8 como investigadora principal) e como convidada em diversas palestras internacionais. Membro Internacional de comités de Conferências em Física Nuclear.