Nosso corpo foi forjado na espetacular morte das estrelas

Estamos todos conectados pelo nascimento, morte e renascimento espetaculares das estrelas, conforme diz o astrofísico Enrico Ramirez-Ruiz. Explore o cósmico do Universo enquanto Ramirez-Ruiz explica como as supernovas forjaram os elementos da vida para criar tudo, do ar que respiramos a cada átomo que nos forma.

Estamos todos conectados atomicamente.

De maneira fundamental e universal.

Mas o que isso significa?

Sou astrofísico, e como tal,

é minha responsabilidade
traçar a história cósmica

de cada um de nossos átomos.

Na verdade, eu diria que um dos grandes
feitos da astronomia moderna

é a compreensão de como
nossos átomos foram agrupados.

Enquanto o hidrogênio
e o hélio foram produzidos

durante os dois primeiros
minutos do Big Bang,

a origem dos elementos pesados,

tais como o ferro do nosso sangue,
o oxigênio que estamos respirando

e o silício presente nos computadores,

está no ciclo de vida das estrelas.

As reações nucleares utilizam elementos
mais leves e os convertem em mais pesados,

o que faz com que as estrelas brilhem
e, por fim, quando elas explodem,

enriquecem o Universo
com esses elementos pesados.

Então,

sem a morte das estrelas

não haveria oxigênio, nem outros elementos
mais pesados que o hidrogênio e o hélio

e, portanto, não haveria vida.

Há mais átomos em nosso corpo

do que estrelas no Universo.

E esses átomos
são extremamente resistentes.

A origem de nossos átomos
pode estar ligada a estrelas

que os produziam em seu interior

e os dissipavam por toda a Via Láctea
quando elas explodiam há bilhões de anos.

E sei disso porque sou um "agente
funerário de estrelas certificado".

(Risos)

E hoje, quero levá-los por uma jornada
que começa como uma explosão de supernova

e termina com o ar que respiramos.

Então, nosso corpo é feito de quê?

Apenas 4 elementos formam 96% dele:

hidrogênio, carbono,
oxigênio e nitrogênio.

O personagem principal
desse conto cósmico é o oxigênio.

Ele não apenas forma
a maior parte do nosso corpo,

mas também é o elemento principal
na luta para proteger a vida no planeta.

A maior parte do oxigênio do Universo
foi de fato produzida

ao longo de toda a história
dessas explosões de supernovas,

as quais indicam a morte
de estrelas muito compactas.

E em um mês de céu cintilante,
uma explosão de uma supernova

pode brilhar mais que uma galáxia inteira,
que contém bilhões de estrelas.

É realmente impressionante!

Isso ocorre porque as estrelas
compactas brilham mais forte

e têm uma morte espetacular,
se comparada a de outras estrelas.

A fusão nuclear é realmente
a força vital de todas as estrelas,

incluindo o Sol

e, consequentemente, é a origem
de toda a energia da Terra.

Vocês podem imaginar as estrelas
como sendo usinas nucleares,

movidas pelo agrupamento de átomos
em seu interior quente e denso.

As estrelas como o nosso Sol,
que são relativamente pequenas,

convertem hidrogênio em hélio.

Mas estrelas mais pesadas, cuja massa
é oito vezes maior que a do Sol,

continuam esse ciclo, mesmo depois
que não há mais hélio em seu núcleo.

Então, a essa altura,

a estrela compacta fica
com um núcleo de carbono,

que, como vocês sabem,
é o alicerce da vida.

Esse núcleo de carbono continua
a entrar em colapso

e, como resultado, a temperatura aumenta,

o que permite que mais
reações nucleares aconteçam,

e então o carbono se converte em oxigênio,

neônio, silício, enxofre

e finalmente, em ferro.

E o ferro é o fim.

Por quê?

O ferro é o elemento com os núcleos
mais ligados do Universo,

o que significa que não podemos
obter energia da queima dele.

Então, quando o núcleo inteiro
da estrela compacta é feito de ferro,

ela fica sem combustível.

E esse é um dia bem ruim para uma estrela.

(Risos)

Sem combustível, ela não pode gerar calor

e, portanto, a gravidade vence a batalha.

O destino do núcleo de ferro
é entrar em colapso,

atingindo densidades incrivelmente altas.

Imaginem 300 milhões de toneladas

reduzidas a um espaço
do tamanho de um torrão de açúcar.

A essas densidades extremamente altas,
na verdade o núcleo resiste ao colapso

e, como consequência,
todo esse material ricocheteia no núcleo.

E esse processo crucial,

que acontece em mais ou menos
uma fração de segundos,

é responsável por lançar
o resto da estrela em todas as direções,

formando, enfim,
uma explosão de supernova.

Infelizmente, do ponto de vista
de um astrofísico,

as condições do núcleo dessas estrelas
não podem ser recriadas em um laboratório.

Para o bem da humanidade,
não conseguimos fazer isso.

(Risos)

Mas o que isso quer dizer?

Como astrofísicos, temos que confiar
em sofisticadas simulações de computadores

para entender esses fenômenos complexos.

Essas simulações são usadas
para realmente entender

como o gás se comporta
em condições extremas,

além de responder
a perguntas essenciais, tais como:

"Enfim, o que causou a destruição
da estrela compacta?"

"Como essa implosão pode
se transformar em uma explosão?"

Há muitos debates nesta área,
mas todos nós concordamos

que os neutrinos, que são
partículas elementares elusivas,

desempenham um papel fundamental.

Vou lhes mostrar uma dessas simulações.

Quando o núcleo entra colapso,
um grande número de neutrinos é produzido.

E, na verdade,

eles são responsáveis pela transferência
de energia nesse núcleo.

Como a radiação termal em um aquecedor,

os neutrinos irradiam
energia para o núcleo,

aumentando a possibilidade
de destruição da estrela.

Na verdade, durante cerca
de uma fração de segundo

os neutrinos irradiam tanta energia

que a pressão aumenta o suficiente
para produzir uma onda de choque

que destrói a estrela por completo.

E é nessa onda de choque
que os elementos são produzidos.

Então, neutrinos, obrigado!

(Risos)

As supernovas brilham muito,

e, por um curto período,

elas irradiam mais energia
do que o Sol em toda a vida dele.

Aquele ponto de luz que vocês veem,
e que certamente não estava ali antes,

brilha como um farol

e indica muito bem a posição
em que a estrela compacta morreu.

Em uma galáxia como a nossa Via Láctea,

estima-se que ocorre a morte
de uma estrela compacta a cada 50 anos.

Isso quer dizer que,
em algum lugar do Universo,

ocorre uma explosão de supernova
aproximadamente a cada segundo.

E felizmente, para os astrônomos,

algumas delas de fato acontecem
relativamente próximo à Terra.

Muitas civilizações registraram
essas explosões de supernovas

muito antes da invenção do telescópio.

A mais famosas de todas essas explosões

é provavelmente a que deu origem
à Nebulosa do Caranguejo.

Astrônomos coreanos e chineses
registraram essa supernova no ano 1054,

como também certamente o fizeram
os nativos norte-americanos.

Essa supernova aconteceu
a cerca de 5,6 mil anos-luz da Terra.

E o brilho dela foi tão incrível

que os astrônomos podiam
vê-la durante o dia.

E continuou visível a olho nu
por cerca de dois anos no céu noturno.

Avançamos cerca de mil anos,
e o que vemos?

Vemos esses filamentos
que foram formados pela explosão,

movendo-se a 482 quilômetros por segundo.

Eles são essenciais para entendermos
como as estrelas compactas morrem.

A imagem que vocês veem foi feita
pelo telescópio espacial Hubble,

em um intervalo de três meses.

E é extremamente importante
para os astrônomos,

porque, no final, ela contém o legado
químico da estrela que explodiu.

Os filamentos laranja
são os restos da estrela,

compostos essencialmente de hidrogênio;

os filamentos azuis e vermelhos
são de oxigênio recém-sintetizado.

O estudo dos resquícios de supernovas,
como a Nebulosa do Caranguejo,

permite que os astrônomos
concluam, sem dúvida,

que a maior parte do oxigênio da Terra
foi produzida por explosões de supernovas,

ao longo da história do Universo.

E podemos estimar

que, para agrupar todos os átomos
de oxigênio do nosso corpo,

foram necessárias cerca
de 100 milhões de supernovas.

Então, cada parte de nós,
ou pelo menos a maioria delas,

veio de uma dessas explosões
de supernovas.

Talvez agora vocês estejam
se perguntando: "Como esses átomos,

gerados em tais condições extremas,

acabaram vindo morar no nosso corpo?"

Quero que acompanhem este experimento.

Imaginem que estamos na Via Láctea
e que acontece uma supernova.

Ela lança muitas toneladas
de átomos de oxigênio,

praticamente no vácuo.

Alguns deles conseguiram
se agrupar em uma nuvem.

Mas, há 4,5 bilhões de anos

algo desestabilizou aquela nuvem
e fez com que ela entrasse em colapso,

formando o Sol no centro dela
e o sistema solar.

Portanto, o Sol, os planetas e a vida
na Terra dependem desse lindo ciclo

de nascimento, morte
e renascimento das estrelas.

E acontece a reciclagem contínua
dos átomos no Universo.

Consequentemente, a astronomia e a química
estão intimamente conectadas.

Somos formas de vida que evoluíram
para inalar os resíduos das plantas.

Mas agora vocês sabem

que também inalamos os resíduos
das explosões das supernovas.

(Risos)

Então, vamos inalar por um instante.

Um átomo de oxigênio acabou
de entrar em nosso corpo.

Por certo, o átomo de oxigênio se lembra
que esteve no interior de uma estrela

e que provavelmente foi criado
por uma explosão de supernova.

Este átomo deve ter percorrido
o sistema solar inteiro

até que veio parar na Terra,
bem antes de nos encontrar.

Quando respiramos,

consumimos centenas de litros
de oxigênio todos os dias.

Então, tenho muita sorte por estar aqui,
na frente dessa linda plateia,

mas na verdade estou roubando
os átomos de oxigênio de vocês.

(Risos)

E por estar falando com vocês,

estou retribuindo com alguns
dos que estão em mim.

Assim, a respiração

participa dessa linda troca de átomos.

E vocês podem perguntar, então:

"Quantos átomos do nosso corpo

já pertenceram a Frida Kahlo?"

(Risos)

Uns 100 mil deles.

Provavelmente mais 100 mil
pertenceram a Marie Curie,

mais 100 mil a Sally Ride,

ou a qualquer pessoa que imaginarem.

A respiração não somente preenche
os nossos pulmões com a história cósmica,

mas também com a história da humanidade.

Gostaria de terminar a minha palestra

compartilhando um mito
que significa muito para mim.

É um mito chichimeca,

que é uma cultura
mesoamericana muito poderosa.

Os chichimecas acreditam

que nossa essência foi forjada nos céus.

E na jornada em direção a nós,

ela foi fragmentada em toneladas
de pedaços diferentes.

Então, meu avô costumava dizer:

"Uma das razões de você
se sentir incompleto

é que sente falta dos seus pedaços.

(Risos)

Mas não se deixe enganar por isso.

Você recebeu uma oportunidade
incrível de crescimento.

Por quê?

Não significa que os pedaços
estejam espalhados pela Terra,

e você tenha que pegá-los.

Não, aqueles pedaços
caíram em outras pessoas.

E somente compartilhando os pedaços
é que você se tornará mais completo.

Sim, durante a sua vida encontrará
pessoas com esses grandes pedaços

que farão com que você se sinta completo.

Mas, na sua busca para se tornar completo,

terá que valorizar e compartilhar
cada um desses pedaços".

Para mim, essa história se parece
muito com a do oxigênio.

(Risos)

Ela começou no céus,
em uma explosão de supernova,

e continua hoje,

nos confins da nossa humanidade.

Os átomos do nosso corpo
embarcaram em uma odisseia épica,

com intervalos de tempo
de bilhões de anos a meros séculos,

que fizeram de nós, de todos nós,

testemunhas do Universo.

Obrigado.

(Aplausos)