Camadas sedimentares de um deserto remoto guardam microgrãos de material interestelar que remontam à formação…

Questão

Camadas sedimentares de um deserto remoto guardam microgrãos de material interestelar que remontam à formação do sistema solar. Ao examinar esses grãos, pesquisadores detectaram uma proporção elevada de urânio-238 em comparação a chumbo-206, indicando nucleossíntese capaz de criar elementos mais pesados que o ferro. Experimentos simulam temperaturas de 10^9 K e fluxos de n de 10^22 n/m^2·s, condições associadas a explosões estelares de curta duração. Esses resultados sugerem que os grãos incorporaram material expelido por um tipo específico de evento estelar. Analise o texto-base e identifique qual evento estelar é responsável pela produção de U-238 nas condições descritas.

1. A) Expulsão de camadas em nebulosa planetária por estrela de baixa massa
2. B) Explosão termonuclear de uma anã branca em supernova tipo Ia
3. C) Colapso de uma estrela massiva em supernova tipo II
4. D) Combustão de hidrogênio na sequência principal de estrelas semelhantes ao Sol
5. E) Atividade de fusão no núcleo de uma gigante vermelha

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. O texto diz que a produção de U-238 ocorre em temperaturas da ordem de 10^9 K, com fluxo intenso de nêutrons (10^22 n/m^2·s) e em explosões de curta duração, e que o processo cria elementos mais pesados que o ferro. Esse conjunto de condições corresponde à captura rápida de nêutrons (processo r), que exige um ambiente muito rico em nêutrons e de duração breve.
2. Esse ambiente é típico do colapso do núcleo de uma estrela massiva, que termina em supernova tipo II. No colapso, o núcleo se torna uma estrela de nêutrons e libera uma enorme quantidade de nêutrons e neutrinos, criando as condições de altas temperaturas e alto fluxo de nêutrons descritas. Por isso, a alternativa C é a correta, e coincide com o gabarito oficial.
3. A alternativa A está errada, pois nebulosas planetárias de estrelas de baixa massa não atingem temperaturas nem fluxos de nêutrons suficientes para sintetizar elementos pesados como o urânio.
4. A alternativa B está errada, pois a supernova tipo Ia envolve queima termonuclear de carbono e oxigênio em anã branca, com pouco excesso de nêutrons, e não é a principal origem do U-238.
5. A alternativa D está errada, pois a queima de hidrogênio na sequência principal produz hélio e não forma elementos mais pesados que o ferro.
6. A alternativa E está errada, pois a fusão no núcleo de uma gigante vermelha produz principalmente carbono e oxigênio, em condições bem menos extremas que as descritas no texto.
7. Observação: o enunciado não cita explicitamente a origem do processo de captura rápida de nêutrons, então a conclusão depende de reconhecer as condições descritas como as de supernovas de colapso do núcleo.

💡 Dica: Relacione as condições físicas descritas com tipos de eventos estelares conhecidos.

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Raio-X da questão

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