Cosmologia

A abundância de elementos leves

A composição química do Universo consiste principalmente de hidrogênio e hélio, com quantidades muito pequenas de todos os outros elementos químicos conhecidos. Se pesarmos todos os bárions existentes no Universo, cerca de 75% são hidrogênio, 24% hélio e 1% corresponde a todo o resto (Figura 2). Essa proporção deve-se ao fato de hidrogênio, deutério, trítio, hélio e lítio terem sido inicialmente produzidos nos três primeiros minutos após a criação do Universo, num processo conhecido como nucleossíntese primordial.

Figura 2: Abundância relativa dos elementos leves em relação
ao hidrogênio. A soma dos valores definidos na linha cinza central,
para cada um dos elementos à direita, mais a porcentagem relativa
ao hidrogênio (da ordem de 0,75), deve ser igual a 1.

Os primeiros estudos sobre a nucleossíntese primordial foram feitos por George Gamow e colaboradores, em 1948, e mostraram que a composição química do Universo primordial não deveria conter outros elementos além dos citados no parágrafo anterior. Posteriormente, a descoberta dos ciclos de reações nucleares estelares explicou o processo de formação do hélio até o ferro. Os trabalhos sobre nucleossíntese explosiva, que ocorre durante os estágios finais da evolução de estrelas de grande massa (M ≳ 8M_⊙), explicam a formação de elementos entre o ferro e o urânio.

Entretanto, a comparação entre a abundância de hélio esperada dos cálculos de reações nucleares estelares e a observada no meio interestelar apresentou discrepâncias sérias, restando assim somente uma explicação cosmológica para a abundância observada do hélio.

Carlos Alexandre Wuensche - Criado em 2005-06-02