O astrônomo estadunidense Carl Sagan (1934-1996) certa vez afirmou que “somos poeira das estrelas”, referindo-se ao fato de que todos os átomos que nos compõem e tudo que nos rodeia vieram do espaço sideral. O texto da coluna “Desvendando o cosmos” de CH 416, intitulado “As sementes cósmicas” aborda essa origem comum entre a matéria em nosso planeta (e nos demais) e o ciclo de vida das estrelas, como é o caso do Sol – nossa estrela central. 

Abordar a evolução estelar e associá-la à origem dos elementos químicos e com o surgimento do planeta Terra é uma das habilidades a serem contempladas na Base Nacional Comum Curricular (BNCC) do Ensino Médio na área das Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Além disso, é importante para o estudante entender que a geração de energia do Sol, tão necessária à manutenção da vida na Terra, depende das reações termonucleares que transformam núcleos de hidrogênio em núcleos de hélio.

A dica de química com base na coluna “Desvendando o cosmos” de CH 416 oferece uma oportunidade para se discutir em sala de aula o fato de que o hidrogênio, abundante numa estrela recém-formada, produz núcleos de hélio. Todos os demais elementos químicos naturais descendem desses dois, sejam como resultado de reações nucleares nas estrelas ou resultados de reações nucleares ocorridas no espaço.

A pergunta norteadora da aula pode ser: como o Sol produz a energia (radiação) que chega até o planeta Terra? Primeiramente, o professor pode indagar os alunos sobre o que sabem a respeito das reações solares. Este é o momento de se fazer uma análise dos conhecimentos prévios dos alunos acerca das relações entre a atividade solar e a vida em nosso planeta. Para entender melhor o assunto, um roteiro contendo algumas perguntas relacionadas ao vídeo “As estrelas nascem e morrem?” e a reação nuclear que transforma núcleos de hidrogênio em núcleos de hélio deve ser distribuído aos alunos.

Após a leitura das perguntas do roteiro para a turma, o professor pode exibir o vídeo, pausando em alguns momentos para que a turma consiga respondê-las.

Sugestão de perguntas: 

1) Qual é o gás abundante numa estrela recém-formada (protoestrela)?; 

2) quais núcleos são formados numa protoestrela a partir dos núcleos de hidrogênio?; 

3) qual é o nome da reação que determina o nascimento de uma estrela?; 

4) o que acontece na explosão de uma supernova?

Depois da exibição do vídeo e da discussão das respostas com a turma, chega o momento de se entender a fusão nuclear, um tipo de reação entre elementos químicos que formam outros elementos a partir da fusão de seus núcleos. A reação em questão é a fusão termonuclear entre quatro núcleos de hidrogênios (prótons, p+) que dão origem a um núcleo de hélio (4He) e grande quantidade de energia (equação 1). 

A transformação de quatro núcleos de hidrogênio em um núcleo de hélio é chamada de ciclo próton-próton (ou ciclo p-p).

4p+ ⭢ 4He + energia            (equação 1)

A partir da equação 1, o professor deve desafiar os alunos com a seguinte questão: calcule a massa total dos quatro núcleos de hidrogênio (valor de referência da massa de um p+ = 1,007825 u). Compare com a massa do núcleo de hélio (valor de referência = 4,002604 u). Como você interpreta esse resultado?

O resultado apontará para uma perda de massa que se transformou em energia durante o processo. Lembrando que E= m. c2, e que a conversão de massa em energia é possível para esta reação que ocorre a uma temperatura mínima de 107 K.

A dica de química aborda a fusão de núcleos atômicos pequenos que formam núcleos mais estáveis. O assunto serve como ponte para o tema radioatividade que, além da fusão nuclear, engloba a fissão dos núcleos atômicos. O entendimento destes processos deu-se no início do século XX e nos levou a ver o cosmos de outra forma e a desenvolver tecnologias para aplicar as reações nucleares em diversas áreas.