Arqueólogos astronômicos dão uma espiada nas primeiras estrelas do Universo
Os arqueólogos podem aprender como as sociedades viviam estudando o que deixaram para trás quando morreram. Os astrônomos estão fazendo praticamente a mesma coisa.
- As estrelas mais antigas do Universo eram feitas principalmente de hidrogênio e hélio e eram muito maiores do que as estrelas que vemos hoje.
- Eles também morreram de forma diferente em supernovas que não eram tão violentas e produziram nuvens com relativamente pouco ferro.
- Ao examinar os detritos de estrelas mortas, os astrofísicos podem juntar a história cósmica da mesma forma que os arqueólogos juntam a história humana.
Quando alguém olha para o céu noturno claro, é difícil não ficar encantado com a profundidade do espaço, fermentada pelo brilho das estrelas, que de alguma forma parecem eternas. No entanto, nem todas as estrelas são iguais. Alguns, como o nosso, são relativamente recém-chegados ao cosmos, enquanto outros – há muito desaparecidos e completamente ausentes dos telescópios da humanidade – foram formados nos primeiros momentos do Universo. Recentemente, astrônomos usando o European Southern Observatory (ESO) observaram evidência impressionante desses ancestrais cósmicos.
De volta aos elementos
A tabela periódica dos elementos estava quase vazia no início do Universo. Após o Big Bang, essencialmente apenas dois elementos estavam presentes: hidrogênio (92%) e hélio (8%), com pequenas quantidades de outros elementos. Todo o resto se formou depois.
Por causa dessa mistura particular de elementos – principalmente a falta de metais pesados – as primeiras estrelas se tornaram muito maior do que os encontrados nos dias atuais. De fato, muitos tinham dez vezes a massa do Sol e alguns tinham de cem a mil vezes mais massa. Esses gigantes estelares queimaram seu combustível muito rapidamente, consumindo-o em apenas alguns milhões de anos. (Em contraste, nosso próprio Sol queimou por milhares de vezes mais do que isso em cerca de 4,6 bilhões de anos.)
Durante suas vidas, a fusão nuclear dentro dessas estrelas gigantes e antigas criou elementos mais pesados. No entanto, devido à sua enorme massa, os detalhes dos processos de fusão diferem um pouco daqueles que ocorrem nas estrelas modernas.
Estrelas antigas morreram de forma diferente
Quando o combustível acabou para essas estrelas massivas e antigas, elas explodiram em eventos cataclísmicos chamados supernovas. Seus conteúdos foram lançados no espaço interestelar, misturando-se com o hidrogênio e hélio primordiais que os cercavam. No entanto, algumas dessas primeiras supernovas não eram tão violentas quanto as que vemos hoje, o que significa que o ferro encontrado no núcleo da estrela não foi ejetado no mesmo grau que os elementos mais leves, localizados no exterior camadas das estrelas.
Os astrônomos raciocinaram que, se pudessem observar nuvens de gás no Universo primitivo que eram predominantemente hidrogênio e hélio, mas também continham outros elementos mais leves - mas muito pouco ferro - então estariam vendo nuvens compostas de ambos os elementos formados no Big Bang, misturados em com os detritos das primeiras estrelas.
Holofotes cósmicos
Para obter imagens dessas nuvens, os astrônomos usaram o Very Large Telescope (VLT) do ESO para observar quasares muito distantes para iluminar nuvens de gás. Um quasar ocorre em uma galáxia na qual o buraco negro supermassivo encontrado em seu centro está “comendo” ativamente – isto é, absorvendo grandes quantidades de gás e material estelar que estão caindo nele. Quando isso ocorre, os materiais aquecem, emitindo enormes quantidades de luz. Essencialmente, os pesquisadores usaram quasares como holofotes cósmicos que apontavam para a Terra, e os quasares que eles selecionaram existiam quando o Universo tinha 10% a 15% de sua idade atual.
Conforme essa luz viajava em direção à Terra, ela passava pelas nuvens de gás que os astrônomos queriam estudar. À medida que a luz passava pelas nuvens, certos comprimentos de onda eram absorvidos pelos elementos na nuvem. (Como uma impressão digital, cada elemento absorve uma combinação diferente de comprimentos de onda. Ao observar a luz que passou pela nuvem, os pesquisadores podem determinar quais elementos estavam presentes.)
Como os pesquisadores esperavam, as nuvens de gás continham hidrogênio, hélio e um punhado de elementos mais leves (carbono, oxigênio, magnésio e silício), mas havia um déficit acentuado de ferro. Assim, os astrônomos concluíram que estavam vendo a assinatura química dos restos de detritos das primeiras estrelas que surgiram após o Big Bang.
Arqueólogos astronômicos
Os arqueólogos podem aprender muito sobre como os indivíduos e as sociedades viviam estudando o que deixaram para trás quando morreram. Os astrônomos estão fazendo a mesma coisa quando estudam estrelas que viveram há muito tempo e se perderam na história.
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