Simulação revela origem de pri­meiras estrelas após Big Bang

Esta é uma versão extendida de uma reportagem minha publicada originalmente na Folha de S. Paulo do dia 1 de agosto.

Impressão artísitica de nuvens de hidrogênio e hélio agitadas e iluminadas pelas primeiras estrelas do universo

Impressão artística de nuvens de hidrogênio e hélio agitadas e iluminadas pelas primeiras estrelas do universo. Embaixo, no centro, uma supernova explode, expelindo elementos químicos que farão parte de uma nova geração de estelas. Crédito: David A. Aguilar (CfA)

Um capítulo obscuro da história do universo foi reconstituido em uma simulação por computador divulgada na edição de 1 de agosto, da revista “Science”.

Os cosmólogos conhecem relativamente bem o “capítulo 1”, que aconteceu entre o nascimento do universo em uma grande explosão–o Big Bang, há 13 bilhões de anose a época em que surgiram os primeiros átomos, 300 mil anos após o Big Bang.

Não é o caso do capítulo seguinte, chamado às vezes de “idade das trevas cósmica”. Entre 300 mil e 300 milhões de anos após o Big Bang, o universo era uma chatice: nada de estrelas e galáxias. Havia só um monte de gáshidrogênio, hélio e traços de lítio, além da misteriosa matéria escura, que não emite ou absorve luz.

Então, ninguém sabe exatamente como, surgiram as primeiras estrelas.

Agora, Naoki Yoshida, da Universidade de Nagoya (Japão), Kazuyuki Omukai, do Observatório Astronômico Nacional do Japão e Lars Hernquist, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano (EUA), recriaram em computador essa idade das trevas, para investigar como o gás e a matéria escura evoluiram, resultando nas estrelas primordiais.

“A simulação deles é um modo indireto de investigar as primeiras estrelas”, explica o astrônomo Amâncio Friaça, da Universidade de São Paulo.

As primeiras estrelas fariam uma das estrelas com maior massa já observadas, a Eta Carinae, parecer uma modelo anoréxica. Sofrendo de obesidade mórbida, com massas de até mil vezes a massa do Sol, elas tiveram vida curta um milhão de anos, dez mil vezes menos que uma estrela tipo o Solculminando em mortes explosivas, cujas consequências abriram caminho para o Universo como o conhecemos hoje.

“Elas formaram os primeiros átomos de carbono, oxigênio e nitrogênio e deram origem a buracos negros com até centenas de massas solares, que ajudaram mais tarde a formar as galáxias”, explica Friaça.

Quando Yoshida e seus colaboradores iniciaram a simulação, um aglomerado de gás e matéria escura com mil anos-luz de comprimento chamou sua atenção.

Simulação de aglomerado de gás no universo promordial com aproximadamente mil anos-luz de comprimento. Crédito: Yoshida et al (2003, 2006, 2007) Astrophysical Journal

Simulação de aglomerado de gás no universo promordial com aproximadamente mil anos-luz de comprimento. Crédito: Yoshida et al (2003, 2006, 2007) Astrophysical Journal

Deram um “zoom” ali, e acharam nuvens de gás com uma densidade propícia à formação de estrelas.

“Zoom” em trecho do aglomerado anterior, mostrando uma nuvem de gás com moléculas de hidrogênio de 10 unidades astronômicas de comprimento. Crédito: Yoshida et al (2003, 2006, 2007) Astrophysical Journal.

Infelizmente, os pesquisadores não conseguiram extender a simulação além desse ponto. Eles suspeitam, porém, que a história desse capítulo termina com essas nuvens aumentando de tamanho, concentrando gás até acendê-lo pela energia da fusão nuclear, formando as primeiras estrelas do Universo, como já foi observado em simulações anteriores, menos detalhadas:

Discussão - 4 comentários

  1. Isis disse:

    Parece que estamos chegando perto… Como o funcionamento do LHC então…

  2. universofisico disse:

    Ah, Isis, ainda tem muito pra descobrir… Meu palpite é que o LHC vai fornecer mais perguntas do que respostas…

  3. Silvina Rosa Figueiredo disse:

    Olá!!!

  4. altın çilek disse:

    Meu palpite é que o LHC vai fornecer mais perguntas do que respostas…

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