INVESTIGADORES ESCLARECEM NASCIMENTO DAS PRIMEIRAS ESTRELAS

As primeiras estrelas primordiais começaram como pequenas sementes que rapidamente cresceram em estrelas com cem vezes a massa do nosso Sol. Nesta impressão de artista, rodopiantes nuvens de hidrogénio e hélio são iluminadas pela primeira luz estelar a brilhar no Universo.Crédito: David A. Aguilar (CfA)

(Astronomia On Line - Portugal) No começo, havia hidrogénio e hélio. Criados nos primeiros três minutos após o Big Bang, estes elementos deram origem a todos os outros elementos no Universo. As fábricas que tornaram isto possível foram as estrelas. Através da fusão nuclear, as estrelas produziram elementos como o carbono, oxigénio, magnésio, silício e outras matérias-primas necessárias para a formação de planetas e finalmente a vida.

Mas como é que as primeiras estrelas nasceram? Novas investigações da Universidade de Columbia (Nova Iorque, EUA) mostram que tudo se resume a esta simples reacção:

H- + H → H2 + electrão

"De modo a seguirmos a cadeia de eventos responsável pela nossa origem, precisamos de compreender o início," afirma Daniel Wolf Savin, investigador sénior do Laboratório de Astrofísica da Universidade de Columbia. O trabalho de Savin e dos seus colaboradores, que incluem o autor principal e antigo membro do grupo Holger Kreckel, agora da Universidade de Illinois, será publicado na edição de hoje da revista Science.

A pesquisa de Savin explica uma reacção química chave que teve lugar no Universo cerca de um milhão de anos após o Big Bang. Essa reacção, denominada separação associativa, permitiu às nuvens no Universo arrefecer, condensar e formar as primeiras estrelas.

"Em ordem a compreender como é que as primeiras estrelas foram formadas, precisamos saber como é que as nuvens [onde nasceram] arrefeceram. O hidrogénio molecular (H2) irradiou o calor para fora das nuvens, por isso precisamos saber quanto hidrogénio havia na nuvem. Isto, por sua vez, requer a compreensão dos processos químicos pelos quais o H2 foi formado. É o que nós medimos," afirma Savin.

H2 é formado quando dois átomos de hidrogénio se juntam para formar uma molécula. O grupo de Savin mediu esta probabilidade. Os seus resultados mostram que a probabilidade de tal acontecer é maior que a que os cálculos teóricos e experiências anteriores demonstraram.

"A anterior incerteza nesta reacção limitava a nossa capacidade de prever se uma nuvem de gás iria formar uma estrela ou não, e caso isso acontecesse, então qual seria a massa dessa estrela," acrescenta Savin. "É um dado importante de quantificar, porque a massa de uma estrela determina os elementos que irá sintetizar."

As massas previstas para as primeiras estrelas dependem das condições iniciais das nuvens primordiais a partir das quais foram formadas. Estas condições são altamente incertas e ainda uma área activa de pesquisa. Ao comparar os modelos previstos com as observações do Universo, os astrónomos podem aproximar-se das condições iniciais. Mas a precisão destas estimativas depende criticamente do nosso conhecimento das reacções químicas por detrás, particularmente aquelas medidas por Savin e pelo seu grupo. Com os novos dados em mão, os cosmólogos serão mais capazes de determinar quais as condições iniciais do Universo jovem, levando à formação das primeiras estrelas.