Carbono primordial que deu origem à vida foi identificado
Por Equipe UFO | 13 de Maio de 2011
Estrutura química da molécula sob raios-X
Créditos: IBM/Technicalstudies.youngester
Praticamente todos os elementos químicos mais pesados do que o hélio exigem as condições extremas encontradas no interior das estrelas para se formarem. No caso do carbono - fundamental para a vida na Terra - é necessário que seu núcleo passe por um certo estado intermediário especial - chamado estado de Hoyle -, para que ele possa se formar no interior das estrelas. Essa situação é uma forma do núcleo de carbono rica em energia, uma espécie de passo intermediário entre o núcleo de hélio e o núcleo de carbono, muito mais pesado.
O problema é que os cientistas vinham tentando calculá-lo há quase de 60 anos, sem sucesso. Se o estado de Hoyle não existisse, as estrelas poderiam gerar apenas quantidades muito pequenas não apenas do carbono, mas também de outros elementos mais pesados, como oxigênio, nitrogênio e ferro. Ou seja, sem esse passo intermediário, o universo não seria mais do que uma massa gasosa ou gelatinosa, com muito poucos elementos pesados.
Sem esse tipo específico de núcleo de carbono, a vida como a conhecemos não teria sido possível e, eventualmente, nem mesmo o universo como o conhecemos. Mas a vida e o universo existem, com todos os elementos pesados, logo, a peça que faltava ao quebra-cabeças deveria estar em algum lugar.
Estado de Hoyle
O processo de formação do carbono no interior das estrelas é chamado processo triplo alfa: duas partículas alfa, que são núcleos de hélio, reagem para formar o berílio-8, que, por sua vez, reage com uma terceira partícula alfa para formar o carbono-12. Esse, contudo, não é o carbono-12 que conhecemos hoje, mas um estado especial de alta energia, ou estado de Hoyle.
O estado de Hoyle não é exatamente um átomo, mas um estado de ressonância, o que significa que ele não pode ser localizado espacialmente e tem uma meia vida finita, determinada pela energia que falta para o limite de emissão da partícula. Apenas 1 em cada 2.500 estados de ressonância vão de fato decair e gerar um carbono-12 estável, como o conhecemos.
Fred Hoyle previu o estado de ressonância em 1954 e, para sorte da vida, e eventualmente de todo o cosmos, alguns anos depois experimentalistas comprovaram sua existência. Contudo, até agora, ninguém havia conseguido entender exatamente o estado de ressonância e descrevê-lo matematicamente.
"Mas agora, nós conseguimos", comemorou o Dr. Ulf-G. Meibner, da Universidade de Bonn, da Alemanha. "As tentativas de calcular o estado de Hoyle têm fracassado desde 1954". Imagine o estado de Hoyle como uma estrada única que interliga dois vales separados por uma cadeia de montanhas. No primeiro vale, todos os caminhos levam a essa única estrada - sem ela, não dá para chegar ao próximo vale.
Triplo alfa, o processo de formação do carbono no interior das estrelas
No primeiro vale, tudo o que se dispõe é de três núcleos de hélio. Eles devem se dirigir para a passagem e, do outro lado, deve emergir o muito mais pesado átomo de carbono. O problema é como esses três núcleos fracamente ligados - praticamente uma "nuvem" de núcleos de hélio - se condensam no átomo de carbono. "Isto é como se você quisesse analisar um sinal de rádio, onde um transmissor principal e vários transmissores escravos estivessem interferindo uns com os outros", ilustrou o Dr. Evgeny Epelbaum, coautor da pesquisa.
O transmissor principal é o núcleo estável de carbono a partir do qual a vida se estruturou. "Mas estamos interessados em um núcleo de carbono instável e cheio de energia, por isso temos de separar o sinal mais fraco do transmissor de rádio daquele sinal mais forte dominante, por meio de um filtro de ruído", explicou Epelbaum.
crédito: Chernykh et al
O problema era calcular como três núcleos fracamente ligados - praticamente uma "nuvem" de núcleos de hélio - se condensam no átomo de carbono
"Agora nós podemos analisar esta forma essencial do núcleo de carbono em cada detalhe", disse o Dr. Meibner. "Nós iremos determinar seu tamanho e sua estrutura. E isso também significa que agora poderemos analisar em detalhes toda a cadeia de formação dos elementos químicos".
"Para o estado de Hoyle, isso significa que ele deve ter exatamente a quantidade de energia que ele tem, ou então nós não existiríamos", afirmou o Dr. Meibner. "Agora nós podemos calcular se, em um mundo diferente, com outros parâmetros, o estado de Hoyle teria de fato uma energia diferente quando comparado com a massa de três núcleos de hélio". Se isto se confirmar, os cálculos validariam o princípio antrópico.
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