Estrelas grandes, brilhantes e maciças eram mais comuns na infância do universo

113

Como leva tempo para a luz atravessar as imensas distâncias do espaço, quando observamos objetos muito afastados da Terra, a visão que temos é a de sua aparência quando eram muito mais jovens. Isso é extremamente útil para entender como o universo se parecia no início e como ele mudou desde então.

No entanto, objetos muito distantes são fracos e pequenos, o que pode torná-los impossíveis de serem estudados em detalhes. Um novo estudo, publicado no The Astrophysical Journal, indica que um aspecto importante da astrofísica é bastante atingido por essa dificuldade, causada principalmente pelas constantes mudanças que o espaço vem atravessando desde o Big Bang: como nascem as estrelas.

Nesse trabalho, os cientistas defendem que as estrelas nasciam mais maciças no universo primitivo do que agora. De acordo com o astrônomo Phil Plait, em sua newsletter Bad Astronomy, “isso pode não parecer grande coisa, mas é muito, porque as estrelas maciças têm uma influência maior em suas galáxias, incluindo quantas delas explodem, quantos buracos negros são feitos e muito mais”.

Segundo Plait, o que os autores do artigo estudaram é algo chamado “função de massa inicial” (IMF, na sigla em inglês), que descreve quantas estrelas de uma determinada massa nascem de uma nuvem de gás – ou nebulosa.

Universo era mais quente no passado

Estima-se que existam entre 200 bilhões e 400 bilhões de estrelas na Via Láctea. Mas elas não são todas iguais: algumas têm a massa próxima à do Sol, outras são mais ou menos encorpadas que o nosso Astro Rei, e pouquíssimas são muito mais maciças, chegando a atingir quase 100 vezes o volume solar. Em termos gerais, 80% de todas as estrelas são menores que o Sol, 10% têm em torno da mesma opulência, e 10% são mais volumosas.

O universo está se expandindo e esfriando, o que significa que no passado era menor e mais quente. Os cientistas sabem que a poeira – grãos de material rochoso criados quando as estrelas morrem e que formam nuvens que também participam da geração de estrelas – tende a ser mais quente quanto mais longe vemos uma galáxia. 

“Essa temperatura ambiente mais alta pode definitivamente afetar a maneira como as estrelas nascem – um gás mais quente pode se segurar melhor contra sua gravidade, por isso é preciso mais massa para fazer uma determinada estrela”, diz Plait, explicando que o novo estudo investigou se este seria realmente o caso no universo real.

Os pesquisadores do Instituto Niels Bohr de Astronomia, Física e Geofísica da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca, olharam para impressionantes 140 mil galáxias no catálogo COSMOS, um imenso banco de dados com mais de um milhão delas, que classifica suas várias características. 

Até agora, os astrônomos têm usado uma IMF padrão para fazer esse tipo de trabalho. A novidade é que a equipe adotou a variabilidade da IMF, mudando-a de diferentes maneiras para ver o que melhor se encaixa nas observações reais.

Eles descobriram que o fato de, nas galáxias distantes, estrelas maciças nascerem a taxas mais altas do que são agora, é resultado da maior temperatura da poeira estelar no passado.

“Estrelas maciças têm um enorme impacto em seus ambientes”, diz Plait. “Por um lado, enquanto estão vivas, elas sopram ventos ferozes de partículas subatômicas e explodem enormes quantidades de luz ultravioleta, que podem corroer sua nuvem de gás e poeira imediata – basta ver a Nebulosa de Órion como evidência disso – e se criadas em números suficientes podem realmente afetar a galáxia como um todo, mudando as maneiras pelas quais as estrelas se formam por dezenas de milhares de anos-luz”.

Quando morrem, elas explodem, o que pode desencadear a formação de mais estrelas nas proximidades da nebulosa, colapsando a nuvem, ou novamente soprar material limpo da galáxia, ocasionando muitas estrelas de nêutrons e buracos negros.

Supernovas também geram elementos pesados como ferro e níquel e outras coisas que ajudam a construir planetas rochosos como a Terra, preenchê-los com carbono e oxigênio e semeá-los com elementos necessários para a vida. Aí está a importância de estudos como esse, que podem desvendar os segredos do universo.