{"id":6418,"date":"2023-10-06T06:24:46","date_gmt":"2023-10-06T05:24:46","guid":{"rendered":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=6418"},"modified":"2023-10-06T06:24:46","modified_gmt":"2023-10-06T05:24:46","slug":"explosoes-de-formacao-estelar-explicam-o-misterioso-brilho-do-alvorecer-cosmico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2023\/10\/06\/explosoes-de-formacao-estelar-explicam-o-misterioso-brilho-do-alvorecer-cosmico\/","title":{"rendered":"Explos\u00f5es de forma\u00e7\u00e3o estelar explicam o misterioso brilho do alvorecer c\u00f3smico"},"content":{"rendered":"
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Impress\u00e3o art\u00edstica das primeiras gal\u00e1xias com forma\u00e7\u00e3o estelar explosiva. As estrelas e as gal\u00e1xias est\u00e3o representadas nos pontos de luz brancos e brilhantes, enquanto a mat\u00e9ria escura e o g\u00e1s, mais difusos, est\u00e3o representados a roxo e vermelho.
Cr\u00e9dito: Aaron M. Geller, Northwestern, CIERA + IT-RCDS<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Quando os cientistas viram as imagens das primeiras gal\u00e1xias do Universo, pelo Telesc\u00f3pio Espacial James Webb (JWST), ficaram chocados. As jovens gal\u00e1xias pareciam demasiado brilhantes, demasiado massivas e demasiado maduras para se terem formado t\u00e3o pouco tempo depois do Big Bang. Seria como se um beb\u00e9 se tornasse um adulto em apenas alguns anos.<\/p>\n\n\n\n

A descoberta surpreendente levou mesmo alguns f\u00edsicos a questionar o modelo padr\u00e3o da cosmologia, perguntando-se se este deveria ou n\u00e3o ser alterado.<\/p>\n\n\n\n

Usando novas simula\u00e7\u00f5es, uma equipa de astrof\u00edsicos liderada pela Universidade Northwestern descobriu agora que estas gal\u00e1xias provavelmente n\u00e3o s\u00e3o assim t\u00e3o massivas. Embora o brilho de uma gal\u00e1xia seja tipicamente determinado pela sua massa, as novas descobertas sugerem que as gal\u00e1xias menos massivas podem brilhar com a mesma intensidade devido a surtos irregulares e brilhantes de forma\u00e7\u00e3o estelar.<\/p>\n\n\n\n

Esta descoberta n\u00e3o s\u00f3 explica porque \u00e9 que as gal\u00e1xias jovens parecem enganadoramente massivas, como tamb\u00e9m se enquadra no modelo padr\u00e3o da cosmologia.<\/p>\n\n\n\n

A investiga\u00e7\u00e3o foi publicada na revista The Astrophysical Journal Letters.<\/p>\n\n\n\n

“A descoberta destas gal\u00e1xias foi uma grande surpresa porque eram substancialmente mais brilhantes do que o previsto”, disse Claude-Andr\u00e9 Faucher-Gigu\u00e8re, da Northwestern, autor s\u00e9nior do estudo. “Normalmente, uma gal\u00e1xia \u00e9 brilhante porque \u00e9 grande. Mas como estas gal\u00e1xias se formaram no alvorecer c\u00f3smico, ainda n\u00e3o havia passado tempo suficiente desde o Big Bang. Como \u00e9 que estas gal\u00e1xias massivas se puderam formar t\u00e3o rapidamente? As nossas simula\u00e7\u00f5es mostram que as gal\u00e1xias n\u00e3o t\u00eam qualquer problema em formar-se com este brilho no alvorecer c\u00f3smico”.<\/p>\n\n\n\n

“A chave \u00e9 reproduzir uma quantidade suficiente de luz num sistema num curto espa\u00e7o de tempo”, acrescentou Guochao Sun, que liderou o estudo. “Isso pode acontecer porque o sistema \u00e9 realmente massivo ou porque tem a capacidade de produzir muita luz rapidamente. Neste \u00faltimo caso, o sistema n\u00e3o precisa de ser muito massivo. Se a forma\u00e7\u00e3o estelar ocorrer em rajadas, emitir\u00e1 flashes de luz. \u00c9 por isso que vemos v\u00e1rias gal\u00e1xias muito brilhantes”.<\/p>\n\n\n\n

Faucher-Gigu\u00e8re \u00e9 professor associado de f\u00edsica e astronomia no Col\u00e9gio Weinberg de Artes e Ci\u00eancias da Northwestern e membro do CIERA (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics). Sun \u00e9 bolseiro de p\u00f3s-doutoramento do CIERA na Northwestern.<\/p>\n\n\n\n

Um per\u00edodo que durou cerca de 100 milh\u00f5es de anos a mil milh\u00f5es de anos ap\u00f3s o Big Bang, o alvorecer c\u00f3smico \u00e9 marcado pela forma\u00e7\u00e3o das primeiras estrelas e gal\u00e1xias do Universo. Antes do lan\u00e7amento do JWST para o espa\u00e7o, os astr\u00f3nomos sabiam muito pouco sobre este antigo per\u00edodo de tempo.<\/p>\n\n\n\n

“O JWST trouxe-nos muitos conhecimentos sobre o alvorecer c\u00f3smico”, disse Sun. “Antes do JWST, a maior parte do nosso conhecimento sobre o Universo inicial era especula\u00e7\u00e3o baseada em dados de muito poucas fontes. Com o enorme aumento do poder de observa\u00e7\u00e3o, podemos ver detalhes f\u00edsicos das gal\u00e1xias e usar essas s\u00f3lidas evid\u00eancias observacionais para estudar a f\u00edsica e para compreender o que est\u00e1 a acontecer.”<\/p>\n\n\n\n

No novo estudo, Sun, Faucher-Gigu\u00e8re e a sua equipa utilizaram simula\u00e7\u00f5es avan\u00e7adas de computador para modelar a forma como as gal\u00e1xias se formaram logo ap\u00f3s o Big Bang. As simula\u00e7\u00f5es produziram gal\u00e1xias do alvorecer c\u00f3smico que eram t\u00e3o brilhantes como as observadas pelo JWST. As simula\u00e7\u00f5es fazem parte do projeto FIRE (Feedback of Relativistic Environments), que Faucher-Gigu\u00e8re cofundou com colaboradores do Instituto de Tecnologia da Calif\u00f3rnia, da Universidade de Princeton e da Universidade da Calif\u00f3rnia em San Diego. O novo estudo inclui colaboradores do Centro de Astrof\u00edsica Computacional do Instituto Flatiron, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da Universidade da Calif\u00f3rnia, Davis.<\/p>\n\n\n\n

As simula\u00e7\u00f5es FIRE combinam teoria astrof\u00edsica e algoritmos avan\u00e7ados para modelar a forma\u00e7\u00e3o de gal\u00e1xias. Os modelos permitem aos investigadores investigar o modo como as gal\u00e1xias se formam, crescem e mudam de forma, tendo em conta a energia, a massa, o momento e os elementos qu\u00edmicos das estrelas.<\/p>\n\n\n\n

Quando Sun, Faucher-Gigu\u00e8re e a sua equipa executaram as simula\u00e7\u00f5es para modelar as primeiras gal\u00e1xias formadas no alvorecer c\u00f3smico, descobriram que as estrelas se formavam em surtos – um conceito conhecido como “forma\u00e7\u00e3o estelar explosiva”. Em gal\u00e1xias massivas como a Via L\u00e1ctea, as estrelas formam-se a um ritmo constante, com o n\u00famero de estrelas a aumentar gradualmente ao longo do tempo. Mas a chamada forma\u00e7\u00e3o estelar explosiva ocorre quando as estrelas se formam num padr\u00e3o alternado – muitas estrelas de uma vez, seguidas de milh\u00f5es de anos de muito poucas estrelas novas e depois muitas estrelas novamente.<\/p>\n\n\n\n

“A forma\u00e7\u00e3o estelar explosiva \u00e9 especialmente comum em gal\u00e1xias de baixa massa”, disse Faucher-Gigu\u00e8re. “Os pormenores que explicam porque \u00e9 que isto acontece s\u00e3o ainda objeto de investiga\u00e7\u00e3o. Mas o que pensamos que acontece \u00e9 que se forma um surto de estrelas e, alguns milh\u00f5es de anos mais tarde, essas estrelas explodem como supernovas. O g\u00e1s \u00e9 expulso e volta a cair para formar novas estrelas, impulsionando o ciclo de forma\u00e7\u00e3o de estrelas. Mas quando as gal\u00e1xias se tornam suficientemente massivas, t\u00eam uma gravidade muito mais forte. Quando as supernovas explodem, n\u00e3o s\u00e3o suficientemente fortes para ejetar o g\u00e1s do sistema. A gravidade mant\u00e9m a gal\u00e1xia unida e leva-a para um estado est\u00e1vel”.<\/p>\n\n\n\n

As simula\u00e7\u00f5es tamb\u00e9m foram capazes de produzir a mesma abund\u00e2ncia de gal\u00e1xias brilhantes que o JWST revelou. Por outras palavras, o n\u00famero de gal\u00e1xias brilhantes previsto pelas simula\u00e7\u00f5es corresponde ao n\u00famero de gal\u00e1xias brilhantes observadas.<\/p>\n\n\n\n

Embora outros astrof\u00edsicos tenham levantado a hip\u00f3tese de a forma\u00e7\u00e3o estelar explosiva poder ser respons\u00e1vel pelo brilho invulgar das gal\u00e1xias no alvorecer c\u00f3smico, os investigadores da Northwestern s\u00e3o os primeiros a usar simula\u00e7\u00f5es computacionais detalhadas para provar que isso \u00e9 poss\u00edvel. E conseguiram faz\u00ea-lo sem acrescentar novos factores que n\u00e3o est\u00e3o alinhados com o nosso modelo padr\u00e3o do Universo.<\/p>\n\n\n\n

“A maior parte da luz de uma gal\u00e1xia prov\u00e9m das estrelas mais massivas”, disse Faucher-Gigu\u00e8re. “Como as estrelas mais massivas ardem a uma velocidade superior, t\u00eam uma vida mais curta. Consomem rapidamente o seu combust\u00edvel em rea\u00e7\u00f5es nucleares. Assim, o brilho de uma gal\u00e1xia est\u00e1 mais diretamente relacionado com o n\u00famero de estrelas que se formaram nos \u00faltimos milh\u00f5es de anos do que com a massa da gal\u00e1xia como um todo.”<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Universidade Northwestern (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (The Astrophysical Journal Letters)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h3>\n\n\n\n

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

Universo:<\/strong>
A expans\u00e3o acelerada do Universo (Wikipedia)<\/a>
Universo (Wikipedia)<\/a>
Lei de Hubble (Wikipedia)<\/a>
Determinando a constante de Hubble (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>
Modelo Lambda-CDM (Wikipedia)<\/a>
Indicadores de dist\u00e2ncias c\u00f3smicas (Wikipedia)<\/a>
“Escada” de dist\u00e2ncias c\u00f3smicas (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

JWST (Telesc\u00f3pio Espacial James Webb):<\/strong>
NASA<\/a>
STScI<\/a>
STScI (website para o p\u00fablico)<\/a>
ESA<\/a>
ESA\/Webb<\/a>
Wikipedia<\/a>
Facebook<\/a>
Twitter<\/a>
Instagram<\/a>
Blog do JWST (NASA)<\/a>
Programas DD-ERS do Webb (STScI)<\/a>
Ciclo 2 GO do Webb (STScI)<\/a>
NIRISS (NASA)<\/a>
NIRCam (NASA)<\/a>
MIRI (NASA)<\/a>
NIRSpec (NASA)<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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