Formação dos elementos quimicos

FORMAÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Walter J. Maciel
IAG/USP
[Trabalho publicado na Revista USP, no. 62, 66-73, jun/ago 2004]

INTRODUÇÃO: A DISTRIBUIÇÃO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
As abundâncias dos principais elementos químicos têm uma distribuição surpreendentemente semelhante, tanto no sistema solar, como nas estrelas, nebulosas e galáxias. A semelhança é tão grande que os astrônomos costumam usar como referência uma distribuição às vezes chamada
“abundância cósmica”, que pode ser vista na figura 1, obtida basicamente a partir de medidas da fotosfera solar, do vento solar e de meteoritos. É portanto uma distribuição de abundâncias representativa do sistema solar, ressalvandose que, nos meteoritos, elementos voláteis como o He e o Ne estão ausentes, ou condensados incompletamente. Analogamente, as camadas externas do Sol e de outras estrelas podem conter subcamadas com propriedades físicas e composição química distintas, como a fotosfera, cromosfera coroa solar e proeminências. Vemos que os elementos mais abundantes são H e He, seguidos pelo C (Z=6),
N (Z=7), O (Z=8), Ne (Z=10), Mg (Z=12), Si (Z=14) e S (Z=16). Para valores maiores de Z as abundâncias decrescem, com exceção do 56Fe. Este elemento tem a maior energia de ligação por núcleon e, como veremos, tende a se acumular como um resto das reações nucleares que ocorrem no interior das estrelas. Podemos notar também o aspecto “serrilhado” da figura 1, devido ao fato de que os elementos com Z ímpar têm menor energia de ligação que os de Z par.

Figura 1. Abundâncias cósmicas, medidas no sistema solar (Sol, vento solar e meteoritos) em função do número atômico Z. As abundâncias são dadas pelo número de átomos em uma escala onde o hidrogênio é igual a 12.

Podemos estimar em cerca de 73% a massa do universo visível constituída de
H, 23% de hélio e apenas cerca de 2% para os elementos mais pesados. Esta pequena abundância relativa dos elementos com Z>2 esconde sua real importância. De