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As primeiras estrelas no cosmos podem ter atingido mais de 10.000 vezes a massa do Sol , cerca de 1.000 vezes maiores que as maiores estrelas vivas hoje, descobriu um novo estudo.
Hoje em dia, as maiores estrelas têm 100 massas solares. Mas o universo primitivo era um lugar muito mais exótico, cheio de estrelas megagigantes que viviam rápido e morriam muito, muito jovens, descobriram os pesquisadores.
E uma vez que esses gigantes condenados morreram, as condições nunca foram adequadas para eles se formarem novamente.
Mais de 13 bilhões de anos atrás, não muito depois do Big Bang , o universo não tinha estrelas. Não havia nada além de uma sopa quente de gás neutro, quase inteiramente composta de hidrogênio e hélio. Ao longo de centenas de milhões de anos, no entanto, esse gás neutro começou a se acumular em bolas de matéria cada vez mais densas. Este período é conhecido como a Idade das Trevas cósmica.
No universo moderno, densas bolas de matéria colapsam rapidamente para formar estrelas. Mas isso porque o universo moderno tem algo que faltava no universo primitivo: muitos elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio. Esses elementos são muito eficientes em irradiar energia. Isso permite que os aglomerados densos encolham muito rapidamente, entrando em colapso em densidades altas o suficiente para desencadear a fusão nuclear – o processo que alimenta as estrelas combinando elementos mais leves em elementos mais pesados.
Mas a única maneira de obter elementos mais pesados em primeiro lugar é através do mesmo processo de fusão nuclear. Múltiplas gerações de estrelas se formando, fundindo e morrendo enriqueceram o cosmos até seu estado atual.
Sem a capacidade de liberar calor rapidamente, a primeira geração de estrelas teve que se formar em condições muito diferentes e muito mais difíceis.
Para entender o quebra-cabeça dessas primeiras estrelas, uma equipe de astrofísicos recorreu a sofisticadas simulações de computador da idade das trevas para entender o que estava acontecendo naquela época. Eles relataram suas descobertas em janeiro em um artigo publicado no banco de dados de pré-impressão arXiv(abre em nova aba)e submetido à revisão por pares para o Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
O novo trabalho apresenta todos os ingredientes cosmológicos usuais: matéria escura para ajudar no crescimento de galáxias , a evolução e aglomeração de gás neutro e radiação que pode resfriar e às vezes reaquecer o gás. Mas o trabalho deles inclui algo que faltou a outros: frentes frias – fluxos velozes de matéria resfriada – que se chocam contra estruturas já formadas.
Os pesquisadores descobriram que uma complexa teia de interações precedeu a formação da primeira estrela . Gás neutro começou a se acumular e se agrupar. O hidrogênio e o hélio liberaram um pouco de calor, o que permitiu que aglomerados de gás neutro atingissem lentamente densidades mais altas.
Mas aglomerados de alta densidade ficaram muito quentes, produzindo radiação que quebrou o gás neutro e o impediu de se fragmentar em muitos aglomerados menores. Isso significa que as estrelas feitas desses aglomerados podem se tornar incrivelmente grandes.
Enquanto isso, nas bordas externas das proto-galáxias, choveram frentes frias de gás. As frentes mais frias e maciças penetraram nas protogaláxias até o disco de acreção.
Essas frentes frias colidiram com os discos, aumentando rapidamente tanto sua massa quanto sua densidade para um limite crítico, permitindo assim que as primeiras estrelas aparecessem.
Essas primeiras estrelas não eram apenas fábricas de fusão normais. Eles eram aglomerados gigantescos de gás neutro acendendo seus núcleos de fusão de uma só vez, pulando o estágio em que se fragmentam em pequenos pedaços. A massa estelar resultante era enorme.
Essas primeiras estrelas teriam sido incrivelmente brilhantes e teriam vivido vidas extremamente curtas, menos de um milhão de anos. (As estrelas no universo moderno podem viver bilhões de anos). Depois disso, eles teriam morrido em rajadas furiosas de explosões de supernovas .
Essas explosões teriam carregado os produtos das reações de fusão interna – elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio – que então semearam a próxima rodada de formação estelar. Mas agora contaminados por elementos mais pesados, o processo não poderia se repetir, e aqueles monstros nunca mais apareceriam na cena cósmica.
FONTES:
https://arxiv.org/pdf/2301.10263.pdf
#UNIVERSE #STARS #SUN
