Um levantamento astronômico simulou um censo de duas regiões da Via Láctea. A expressão "elementos pesados"…

Questão

Um levantamento astronômico simulou um censo de duas regiões da Via Láctea. A expressão "elementos pesados" designa, nesse levantamento, os elementos mais pesados que o hélio. Região do halo galáctico: Idade média das estrelas: 12 bilhões de anos Hidrogênio e hélio: 99,9% da massa Elementos pesados: 0,1% da massa Sistemas com planetas rochosos detectáveis: 2 em cada 100 estrelas Região do disco galáctico: Idade média das estrelas: 5 bilhões de anos Hidrogênio e hélio: 98% da massa Elementos pesados: 2% da massa Sistemas com planetas rochosos detectáveis: 18 em cada 100 estrelas O modelo considera que as primeiras estrelas se formaram a partir de matéria produzida nas etapas iniciais do Universo e que parte da matéria dessas estrelas foi devolvida ao espaço ao longo de sua evolução. Analise os dados do censo simulado e explique, com base na evolução estelar, por que as duas regiões apresentam diferentes proporções de elementos pesados e de sistemas com planetas rochosos, relacionando essa diferença às condições necessárias, mas não suficientes, para a existência de vida.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Nas etapas iniciais do Universo, formaram-se principalmente hidrogênio e hélio, com quantidades muito pequenas de outros elementos. Por isso, as primeiras gerações de estrelas, como muitas das estrelas antigas do halo, originaram-se de matéria pobre em elementos pesados. No interior das estrelas, reações de fusão nuclear formam novos núcleos. Estrelas de diferentes massas produzem elementos como carbono e oxigênio, enquanto elementos mais pesados também podem ser formados ou dispersos em eventos associados ao fim da evolução estelar, como explosões de supernovas. Ventos estelares e explosões devolvem parte desses elementos ao meio interestelar. Após sucessivos ciclos de formação e morte de estrelas, o gás do disco galáctico ficou mais enriquecido em elementos pesados. Estrelas mais jovens, formadas desse material reciclado, apresentam maior proporção desses elementos, o que explica os 2% registrados no disco, em comparação com os 0,1% do halo. Essa maior disponibilidade também favorece a formação de grãos sólidos e de corpos rochosos, pois planetas desse tipo dependem de elementos como silício, ferro, oxigênio e magnésio. Assim, é coerente que a simulação encontre maior frequência de sistemas com planetas rochosos no disco. A presença de elementos pesados e de planetas rochosos amplia as possibilidades de ambientes com moléculas complexas e superfícies sólidas, mas não garante a existência de vida. Também são necessárias condições adequadas, como estabilidade do sistema, disponibilidade de elementos químicos essenciais, fonte de energia e possibilidade de água líquida por tempo suficiente. Portanto, os dados indicam condições potencialmente mais favoráveis no disco, sem permitir concluir que exista vida nos sistemas observados.

Explicação

O censo é explicado pelo enriquecimento químico progressivo do meio interestelar: estrelas produzem e dispersam elementos, que passam a integrar gerações posteriores de estrelas e planetas. A maior abundância desses elementos favorece planetas rochosos, mas não comprova a existência de vida.

Raio-X da questão

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