{"id":2541,"date":"2019-11-05T06:45:05","date_gmt":"2019-11-05T06:45:05","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=2541"},"modified":"2019-11-05T06:45:19","modified_gmt":"2019-11-05T06:45:19","slug":"antiga-nuvem-de-gas-mostra-que-as-primeiras-estrelas-devem-ter-se-formado-muito-rapidamente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2019\/11\/05\/antiga-nuvem-de-gas-mostra-que-as-primeiras-estrelas-devem-ter-se-formado-muito-rapidamente\/","title":{"rendered":"Antiga nuvem de g\u00e1s mostra que as primeiras estrelas devem ter-se formado muito rapidamente"},"content":{"rendered":"\n
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Os astr\u00f3nomos encontraram uma nuvem pristina de g\u00e1s nas proximidades de um dos mais distantes quasares conhecidos, apenas 850 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o B ig Bang. (1\/14 da idade atual do Universo). A nuvem de g\u00e1s absorve parte da luz do quasar de fundo, deixando assinaturas que permitem que os astr\u00f3nomos estudem a sua composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica. Esta \u00e9 a mais distante nuvem de g\u00e1s para a qual os astr\u00f3nomos conseguiram medir, at\u00e9 \u00e0 data, a sua metalicidade. Este sistema tem das quantidades mais baixas de metais j\u00e1 identificadas numa nuvem de g\u00e1s mas as propor\u00e7\u00f5es dos seus elementos qu\u00edmicos ainda s\u00e3o semelhantes \u00e0s dos sistemas mais modernos.
Cr\u00e9dito: Departamento gr\u00e1fico da Sociedade Max Planck<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Astr\u00f3nomos liderados por Eduardo Ba\u00f1ados do Instituto Max Planck para Astronomia descobriram uma nuvem de g\u00e1s que cont\u00e9m informa\u00e7\u00e3o sobre uma fase inicial da forma\u00e7\u00e3o estelar e gal\u00e1ctica, apenas 850 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. A nuvem foi encontrada por acaso durante observa\u00e7\u00f5es de um quasar distante e possui as propriedades que os astr\u00f3nomos esperam dos precursores das gal\u00e1xias an\u00e3s atuais. Quando se trata de abund\u00e2ncia relativa, a qu\u00edmica da nuvem \u00e9 surpreendentemente moderna, mostrando que as primeiras estrelas do Universo devem ter-se formado muito rapidamente ap\u00f3s o Big Bang. Os resultados foram publicados na revista The Astrophysical Journal.<\/p>\n\n\n\n

Quando os astr\u00f3nomos observam objetos distantes, olham necessariamente para tr\u00e1s no tempo. A nuvem de g\u00e1s descoberta por Ba\u00f1ados et al. est\u00e1 t\u00e3o distante que a sua luz levou quase 13 mil milh\u00f5es de anos para chegar at\u00e9 n\u00f3s; por outro lado, a luz que nos chega agora diz-nos como era o seu aspeto h\u00e1 quase 13 mil milh\u00f5es de anos, n\u00e3o mais do que 850 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang. Para os astr\u00f3nomos, esta \u00e9 uma \u00e9poca extremamente interessante. Nas primeiras centenas de milh\u00f5es de anos do Universo, formaram-se as primeiras estrelas e gal\u00e1xias, mas os detalhes desta evolu\u00e7\u00e3o complexa ainda s\u00e3o amplamente desconhecidos.<\/p>\n\n\n\n

Esta nuvem de g\u00e1s muito distante foi uma descoberta fortuita. Ba\u00f1ados, na altura no Instituto Carnegie para Ci\u00eancia, e colegas estavam a acompanhar v\u00e1rios quasares num levantamento de 15 dos mais distantes quasares conhecidos (z\u00b36.5), que havia sido preparado por Chiara Mazzucchelli como parte da sua investiga\u00e7\u00e3o de doutoramento no Instituto Max Planck para Astronomia. Ao in\u00edcio, os investigadores apenas observaram que o quasar P183+05 tinha um espectro bastante invulgar. Mas quando Ba\u00f1ados analisou um espectro mais detalhado, obtido com os Telesc\u00f3pios Magalh\u00e3es no Observat\u00f3rio Las Campanas, no Chile, ele reconheceu que algo mais se passava aqui: as estranhas caracter\u00edsticas espectrais eram os tra\u00e7os de uma nuvem de g\u00e1s muito pr\u00f3xima do quasar distante – uma das nuvens de g\u00e1s mais distantes que os astr\u00f3nomos conseguiram identificar.<\/p>\n\n\n\n

Os quasares s\u00e3o os n\u00facleos ativos extremamente brilhantes de gal\u00e1xias distantes. A for\u00e7a por tr\u00e1s da sua luminosidade \u00e9 o buraco negro supermassivo central da gal\u00e1xia. A mat\u00e9ria que gira em torno deste buraco negro (antes de cair) \u00e9 aquecida at\u00e9 temperaturas de centenas de milhares de graus, emitindo enormes quantidades de radia\u00e7\u00e3o. Isto permite que os astr\u00f3nomos usem quasares como fontes de fundo para detetar hidrog\u00e9nio e outros elementos qu\u00edmicos na absor\u00e7\u00e3o: se uma nuvem de g\u00e1s estiver diretamente entre o observador e um quasar distante, parte da luz do quasar ser\u00e1 absorvida.<\/p>\n\n\n\n

Os astr\u00f3nomos podem detetar esta absor\u00e7\u00e3o estudando o espectro do quasar, isto \u00e9, a decomposi\u00e7\u00e3o do “arco-\u00edris” da luz do quasar nas diferentes regi\u00f5es de comprimento de onda. O padr\u00e3o de absor\u00e7\u00e3o cont\u00e9m informa\u00e7\u00e3o sobre a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, temperatura, densidade e at\u00e9 a dist\u00e2ncia da nuvem (at\u00e9 n\u00f3s e at\u00e9 ao quasar). Por tr\u00e1s disto est\u00e1 o facto de que cada elemento qu\u00edmico possui uma “impress\u00e3o digital” de linhas espectrais – regi\u00f5es espec\u00edficas de comprimentos de onda nos quais os \u00e1tomos desses elementos podem emitir ou absorver luz particularmente bem. A presen\u00e7a de uma impress\u00e3o digital caracter\u00edstica revela a presen\u00e7a e abund\u00e2ncia de um elemento qu\u00edmico espec\u00edfico.<\/p>\n\n\n\n

Do espectro da nuvem de g\u00e1s, os investigadores puderam perceber imediatamente a dist\u00e2ncia da nuvem e que estavam a observar os primeiros mil milh\u00f5es de anos da hist\u00f3ria c\u00f3smica. Tamb\u00e9m encontraram tra\u00e7os de v\u00e1rios elementos qu\u00edmicos, incluindo carbono, oxig\u00e9nio, ferro e magn\u00e9sio. No entanto, a quantidade destes elementos era min\u00fascula, cerca de 1\/800 vezes a abund\u00e2ncia na atmosfera do nosso Sol. Os astr\u00f3nomos sumariamente chamam todos os elementos mais pesados do que o h\u00e9lio de “metais”; esta medi\u00e7\u00e3o torna a nuvem de g\u00e1s um dos sistemas mais pobres em metais (e distantes) conhecidos do Universo. Michael Rauch do Instituto Carnegie para Ci\u00eancia, coautor do novo estudo, disse: “Depois de ficarmos convencidos de que est\u00e1vamos a observar este g\u00e1s primitivo apenas 850 milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, come\u00e7\u00e1mos a querer saber se este sistema ainda podia reter assinaturas qu\u00edmicas produzidas pela primeira gera\u00e7\u00e3o de estrelas.”<\/p>\n\n\n\n

A descoberta desta primeira gera\u00e7\u00e3o, a chamada “popula\u00e7\u00e3o III” de estrelas, \u00e9 um dos objetivos mais importantes na reconstru\u00e7\u00e3o da hist\u00f3ria do Universo. No universo posterior, elementos qu\u00edmicos mais pesados do que o hidrog\u00e9nio desempenham um papel importante ao permitir que as nuvens de g\u00e1s colapsem para formar estrelas. Mas estes elementos qu\u00edmicos, principalmente o carbono, s\u00e3o produzidos em estrelas e expelidos para o espa\u00e7o por explos\u00f5es de supernovas. Para as primeiras estrelas, estes facilitadores qu\u00edmicos simplesmente n\u00e3o estariam l\u00e1, j\u00e1 que logo ap\u00f3s a fase do Big Bang, havia apenas \u00e1tomos de hidrog\u00e9nio e h\u00e9lio. \u00c9 isso que torna as primeiras estrelas fundamentalmente diferentes de todas as estrelas posteriores.<\/p>\n\n\n\n

A an\u00e1lise mostrou que a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica da nuvem n\u00e3o era quimicamente primitiva, mas que as abund\u00e2ncias relativas eram surpreendentemente semelhantes \u00e0s abund\u00e2ncias qu\u00edmicas observadas nas nuvens de g\u00e1s intergal\u00e1cticas de hoje. As propor\u00e7\u00f5es das abund\u00e2ncias de elementos mais pesados est\u00e3o muito pr\u00f3ximas das propor\u00e7\u00f5es no Universo moderno. O facto desta nuvem de g\u00e1s do Universo primitivo j\u00e1 conter metais com abund\u00e2ncias qu\u00edmicas relativas modernas coloca desafios importantes para a forma\u00e7\u00e3o da primeira gera\u00e7\u00e3o de estrelas.<\/p>\n\n\n\n

Este estudo implica que a forma\u00e7\u00e3o das primeiras estrelas neste sistema deve ter come\u00e7ado muito antes: os rendimentos qu\u00edmicos esperados das primeiras estrelas j\u00e1 haviam sido “apagados” pelas explos\u00f5es de pelo menos mais uma gera\u00e7\u00e3o de estrelas. Uma restri\u00e7\u00e3o de tempo espec\u00edfica vem das supernovas do tipo Ia, explos\u00f5es c\u00f3smicas que seriam necess\u00e1rias para produzir metais com as abund\u00e2ncias relativas observadas. Tais supernovas geralmente precisam de mais ou menos mil milh\u00f5es de anos para acontecer, o que coloca uma s\u00e9ria restri\u00e7\u00e3o em quaisquer cen\u00e1rios da forma\u00e7\u00e3o das primeiras estrelas.<\/p>\n\n\n\n

Agora que os astr\u00f3nomos encontraram esta nuvem muito antiga, est\u00e3o sistematicamente \u00e0 procura de exemplos adicionais. Eduardo Ba\u00f1ados comentou: “\u00c9 empolgante poder medir a metalicidade e as abund\u00e2ncias qu\u00edmicas t\u00e3o cedo na hist\u00f3ria do Universo, mas se queremos identificar as assinaturas das primeiras estrelas, precisamos de observar ainda cedo na hist\u00f3ria c\u00f3smica. Estou otimista de que vamos encontrar nuvens de g\u00e1s ainda mais distantes, o que poder\u00e1 ajudar a entender como as primeiras estrelas nasceram.”<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Sociedade Max Planck (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h4>\n\n\n\n

Not\u00edcias relacionadas:<\/strong>
science alert<\/a>
PHYSORG<\/a><\/p>\n\n\n\n

Universo:<\/strong>
A expans\u00e3o acelerada do Universo (Wikipedia)<\/a>
Universo (Wikipedia)<\/a>
Idade do Universo (Wikipedia)<\/a>
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)<\/a>
Big Bang (Wikipedia)<\/a>
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Forma\u00e7\u00e3o estelar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Quasar:<\/strong>
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n

Supernovas:<\/strong>
Wikipedia<\/a> 
Tipo Ia (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Telesc\u00f3pios Magalh\u00e3es:<\/strong>
Observat\u00f3rio Las Campanas<\/a>
Instituto Carnegie<\/a>
Universidade do Arizona<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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