Caro(a) Leitor(a),
O nióbio-94, um isótopo do nióbio com 41 prótons e 53 nêutrons, representa uma encruzilhada crucial nos complexos processos nucleares que forjam elementos pesados sob as intensas pressões e temperaturas de estrelas em fase terminal. Em um artigo publicado na Physical Review Letters , a Colaboração n_TOF relata a primeira medição da probabilidade de o nióbio-94 seguir um dos caminhos nessa encruzilhada, ou seja, sofrer captura de nêutrons.
Este novo resultado oferece uma nova perspectiva sobre um enigma persistente acerca da composição da poeira estelar ancestral. Esse tipo de poeira estelar, conhecido como grãos pré-solares, sobreviveu à formação do Sol e não foi incorporado ao nosso Sistema Solar. Alguns desses grãos podem ser encontrados atualmente na Terra, trazidos por meteoritos primitivos. E, por meio da análise desses grãos pré-solares, os pesquisadores podem obter um retrato da composição nuclear da nossa Galáxia durante a formação dos elementos pesados. O desafio para os pesquisadores reside no fato de que os grãos pré-solares contêm mais molibdênio-94 do que o previsto pelos modelos teóricos.
Para investigar esse problema, os pesquisadores analisaram o nióbio-94, que é muito semelhante ao molibdênio-94, mas com um próton a menos e um nêutron a mais. Dentro de uma estrela moribunda, onde o ambiente extremo permite a formação de elementos pesados, o nióbio-94 encontra-se numa encruzilhada. Ele pode sofrer decaimento beta para se tornar molibdênio-94 ou captura de nêutrons para se tornar nióbio-95. Compreender como esses dois processos competem nesse ambiente é crucial para entender por que existem quantidades tão misteriosamente grandes de molibdênio-94 em grãos pré-solares.
“O problema era que ninguém jamais havia medido a probabilidade de o nióbio-94 capturar um nêutron”, disse Alberto Mengoni, porta-voz da Colaboração n_TOF. “Os cientistas tinham apenas estimativas teóricas aproximadas.”
A medição experimental da captura de nêutrons pelo nióbio-94 apresenta muitos desafios, um dos quais é a produção e caracterização de amostras do isótopo, o que só foi superado por meio de um esforço colaborativo entre vários institutos. O IFW Dresden produziu uma amostra estável e pura de nióbio-93, e o Institut Laue-Langevin converteu uma pequena quantidade desta em nióbio-94, que foi então cuidadosamente caracterizado no Instituto Paul Scherrer . Na estação EAR2 da instalação n_TOF do CERN, os pesquisadores puderam irradiar a amostra com uma das fontes de nêutrons mais intensas do mundo, a fim de simular os processos estelares que levariam o nióbio-94 a capturar um nêutron.
“O fluxo instantâneo de nêutrons sem precedentes da estação EAR2 foi crucial para detectar o fraco sinal de captura de nêutrons da amostra de nióbio-94”, explicou Javier Balibrea-Correa, investigador principal deste experimento com nióbio-94. “A medição mostrou-se próxima de algumas das estimativas teóricas anteriores, o que significa que a discrepância de longa data entre os modelos e os dados de poeira estelar não era causada por essas estimativas, mas sim por limitações em modelos estelares mais antigos. De fato, quando este novo resultado é incorporado aos modelos estelares mais avançados, eles apresentam muito menos incerteza e conseguem reproduzir com sucesso as abundâncias de molibdênio-94 observadas em poeira estelar antiga, marcando um marco no enigma do molibdênio.”
No entanto, outra peça importante do quebra-cabeça ainda precisa ser compreendida. Os pesquisadores possuem apenas estimativas teóricas para a outra bifurcação na encruzilhada do nióbio-94, que é sofrer decaimento beta. Experimentos futuros buscarão realizar medições precisas desse processo nuclear para entender melhor a origem do molibdênio-94 e, assim, construir uma imagem mais clara de como as estrelas criam os elementos pesados.
Para saber mais, acesse o link, pois têm mais conteúdos para aprendizagem.
Fonte / Créditos: CERN / Escrito por:Rory Harris / Publicado 19/08/2026
https://home.cern/n_tof-experiment-sheds-light-on-ancient-stardust/
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Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor eDivulgador de conteúdos de Economia, Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia Climatologia). Participou do curso Astrofísica Geral no nível Georges Lemaître (EAD), concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Em outubro de 2014, ingressou no projeto S'Cool Ground Observation, que integra o Projeto CERES (Clouds and Earth’s Radiant Energy System) administrado pela NASA. Posteriormente, em setembro de 2016, passou a participar do The Globe Program / NASA Globe Cloud, um programa mundial de ciência e educação com foco no monitoramento do clima terrestre.
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