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Filhos dos astros, netos do Big Bang

Os átomos do nosso corpo foram feitos pelas estrelas a partir do hidrogênio criado no início dos tempos.

João Steiner

Existem na natureza 92 elementos químicos estáveis, que vão do hidrogênio, o mais leve, ao urânio, o mais pesado. São esses os “tijolos” dos quais são feitos os planetas, as pedras e os seres vivos. Nosso próprio corpo é uma organização cuja base são principalmente os átomos de hidrogênio, oxigênio, carbono, cálcio, ferro e enxofre.

A humanidade sempre desejou explicar a origem dos elementos. Mais que isso, os alquimistas da Idade Média tentaram sintetizar certos elementos a partir de outros: imaginaram que poderiam produzir o ouro, muito raro, a partir do ferro, fácil de encontrar. Teriam ficado ricos!

Somente na segunda metade deste século a ciência conseguiu estabelecer com segurança quando e onde os átomos foram forjados. Sabemos hoje que, dos 92 elementos existentes, dois foram criados basicamente durante o Big Bang, a grande explosão que deu origem ao Universo. Surgiram aí os dois átomos mais leves: o hidrogênio e o hélio. O hidrogênio é o elemento mais abundante da matéria que constitui o Universo. Só é superado pela misteriosa e fugidia matéria “escura”, que teria uma massa dez vezes maior, mas não sabemos bem do que é feita. Já o gás hélio é dez vezes menos abundante que o hidrogênio.

Átomos como o carbono, o oxigênio e o ferro não se formaram durante o Big Bang. Eles são produto de reações nucleares que ocorrem no núcleo das estrelas, que têm densidades elevadas e temperaturas que ultrapassam, tipicamente, os 20 milhões de graus. Sob essas condições físicas, reações nucleares produzem elementos químicos pesados a partir, geralmente, do mais leve de todos, o hidrogênio. Quando este começa a escassear, o hélio já formado passa a ser utilizado para montar elementos mais pesados.

Cada elemento nasce num processo peculiar. Estrelas de massa intermediária, como o Sol, sintetizam átomos também intermediários, como carbono, nitrogênio e oxigênio. Elementos pesados como o ferro, o níquel e o chumbo são criados por estrelas de grande massa que, no final da vida, explodem na forma de supernovas.

É bem curioso as estrelas moribundas jogarem matéria para o espaço interestelar. Com isso, após a morte de milhares de astros numa certa região, fica por ali uma gigantesca quantidade de gás. E essa matéria-prima pode ser reciclada. Isso mesmo, empregada na formação de uma nova geração de estrelas. Claro que essa nova geração de estrelas será pobre em hidrogênio e rica em elementos mais pesados.

O Sol e todos os planetas do Sistema Solar fazem parte de uma terceira geração de estrelas. É por isso que temos tantos elementos pesados à nossa volta, especialmente ferro. Somos, então, filhos das estrelas? Bem, apenas em 90%, já que 10% do nosso corpo é feito de hidrogênio. E este foi produzido no Big Bang, mais de 10 bilhões de anos atrás.

João Steiner é professor de Astrofísica do Instituto Astronômico e Geofísico da USP