Do tempo em que as estrelas eram gigantes

Do tempo em que as estrelas eram gigantes

Astrônomos encontram a primeira prova de que, no início do Universo, os astros eram imensos, pelo menos 140 vezes maiores que o Sol

» ROBERTA MACHADO
postado em 22/08/2014 00:00

As primeiras estrelas do Universo fariam o Sol parecer um grão de areia. Pesquisadores encontraram uma evidência de que os astros iniciais eram dezenas de vezes maiores do que o ponto que ilumina a Terra. Rastros de uma dessas megaestrelas foram encontrados em um corpo celeste chamado SDSS J0018-0939, localizado a quase mil anos-luz de distância. Na esfera de gás, os astrônomos identificaram uma assinatura química segundo a qual havia ali elementos que formaram uma estrela 140 vezes maior do que o Astro-Rei. A descoberta, publicada na revista Science, pode mudar a forma como os astrônomos compreendem a formação e a evolução do Cosmos.

A comunidade científica já teorizava que os corpos celestes primordiais eram bastante grandes, mas essa é a primeira prova das estrelas de proporções gigantescas. Nos últimos 30 anos, os especialistas têm procurado por estrelas como essa ; astros com pouco metal que tenham sido formados no início dos tempos. No entanto, nenhuma pesquisa havia encontrado na Via Láctea a assinatura de explosões de supernova de estrelas muito maciças, com mais de 100 massas solares.

A estrela fóssil, como a chamam os pesquisadores, foi detectada com o espectrógrafo de alta dispersão do Telescópio Subaru, no Japão. Sua composição não se encaixa em nenhum modelo estelar tradicional, com uma quantidade de ferro 300 vezes menor do que a do Sol e significativamente deficiente em elementos leves, como o carbono e o magnésio.

De acordo com os elementos encontrados na J0018-0939, foi possível supor as características de sua ;estrela mãe;. A baixa concentração de ferro e de outros elementos indica que ela nasceu em um tempo que os astros tinham receitas mais simples, a partir de elementos gerados por uma violenta explosão de uma supernova gigantesca. Ou seja, ela só poderia ter sido formada com o material restante dos primeiros objetos gerados depois do Big Bang.

;A estrela que estamos observando deve ter sido formada de nuvens de gás poluídas pelas primeiras supernovas. Antes da poluição, a nuvem de gás consistia em puro hidrogênio e hélio, logo depois do big bang. Esse é o registro do produto da primeira geração de estrelas muito maciças;, conclui Wako Aoki, membro do Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) e autor da descoberta.

A confirmação da existência de uma estrela de dimensões tão grandiosas confirma a teoria de que, no início, a atividade cósmica era tanta e tão violenta que acabou dando origem à variedade de elementos que existe hoje no Universo. Era na morte das estrelas que o hélio e o hidrogênio se uniam em um processo subatômico, formando tudo o que existe na tabela periódica atualmente. Quando chegavam ao fim da vida, os núcleos das estrela massivas entravam em colapso e causavam uma explosão, deixando para trás um buraco negro ou uma estrela de nêutrons. O fenômeno dava origem a elementos pesados, como o carbono e o ferro.

Respostas
Como o tamanho das estrelas costuma ser inversamente proporcional à expectativa de vida delas, é muitíssimo improvável que os pesquisadores consigam observar diretamente os objetos formados no início do universo, há aproximadamente 13 bilhões de anos. ;Todas essas grandes estrelas já morreram, nenhuma vai ser visível. A única forma de saber como era o início do universo é olhar para o que essa primeira geração gerou;, explica Silvia Cristina Fernandes Rossi, professora de astronomia da Universidade de São Paulo (USP). ;Essa estrela é o mais próximo do que a gente pode chegar do resultado da explosão de estrelas massivas.;

A descoberta vai ajudar os pesquisadores a entenderem como eram as primeiras estrelas e como elas deram origem aos elementos do Cosmos. O modelo que prevê a explosão desse tipo de astro, diz a professora, é essencial para explicar a abundância de elementos e como eles interagem entre si. ;Juntando observação com teoria, conseguimos saber que existe uma mistura muito maior do que se pensava. É dinâmico em termos de interação;, aponta Rossi.

;A massa das primeiras estrelas determina como a idade das trevas cósmica terminou. Quanto maior a estrela, maior é a regeneração do meio cósmico. Regeneração, aqui, significa a produção de fótons ionizantes, energéticos, e a energia absorvida das explosões das supernovas;, ensina Volker Bromm, professor de astronomia na Universidade do Texas. Segundo ele, caso tenham existido estrelas ainda maiores, até mil vezes maiores que o Sol, elas podem ter deixado para trás buracos negros provavelmente com várias centenas de massas solares, o que pode ter formado as ;sementes; de superburacos negros.

Essas informações também serão usadas para guiar o trabalho do James Webb Space Telescope, uma sonda espacial que será lançada em 2018 para estudar cada fase da história do Universo, desde o big bang até a formação dos sistemas solares similares ao nosso. Com o instrumento, os astrônomos esperam identificar objetos formados no início do cosmos, determinar como as galáxias e a matéria escura evoluíram, descrever o nascimento das primeiras estrelas e planetas e estudar as propriedades químicas e físicas de tudo o que existe hoje.


Composição solar
Com 4,5 bilhões de anos, o Sol compõe 99,8% da massa do Sistema Solar, com uma massa 332 mil vezes maior do que a da Terra e raio estimado em 1,3 milhões de quilômetros. Ele é formado principalmente por hidrogênio, e um quarto da sua composição é de hélio. No entanto, o astro também contém outros elementos, como oxigênio, carbono, ferro e nitrogênio.


Para saber mais

Mapa cósmico

A descoberta da estrela-fóssil foi parte do Sloan Digital Sky Survey (SDSS), projeto que deu origem aos mapas tridimensionais mais detalhados do Universo já criados. O trabalho teve início há quase 15 anos, depois de uma década de planejamento e construção do equipamento. A pesquisa, que entrou na sua quarta fase, já demonstrou que o Cosmos é formado principalmente por matéria escura, forneceu provas da teoria da relatividade de Einstein e ajudou os astrônomos a compreenderem melhor como se formam os buracos negros e as galáxias.

Tags

Os comentários não representam a opinião do jornal e são de responsabilidade do autor. As mensagens estão sujeitas a moderação prévia antes da publicação