Neutrinos Podem Indicar Onde As Primeiras Galáxias Se Formaram No Início do Universo

No início do universo, quem dominava tudo eram os neutrinos. Essas pequenas partículas interagem com outra matéria de forma tão fraca, que cerca de 100 trilhões delas passam pelo seu corpo a cada segundo sem você notar, porém, elas têm um efeito enorme na estrutura da matéria logo depois do big bang.

Nos primeiros milhares de anos do universo, antes da formação das galáxias ou das estrelas, pequenas ondulações na matéria começaram a se formar, e a maneira como essas ondulações de formaram depende de forma decisiva de como os neutrinos se comportam, ou melhor, comportavam.

Cientistas desenvolveram um novo método para analisar a estrutura de grande escala do universo, procurando pelo efeito dos neutrinos e para isso escaneando a sua densidade. Eles descobriram que no início do universo, áreas sem muita matéria ainda continham neutrinos, e essas grandes concentrações de matéria eram um pouco, digamos, borradas ao redor das bordas.

Esse efeito, de acordo com os pesquisadores, é causado pelos neutrinos, que mesmo com a sua massa diminuta, puxavam matéria das regiões mais densas, diminuindo a acumulação de matéria e fazendo com que a borda dessas aglomerações ficassem menos definidas do que tinham sido antes.

Embora não se saiba a massa dos neutrinos, sabe-se que eles são extremamente leves e podem se mover a grandes velocidades, perto da velocidade da luz. No início do universo, à medida que outras partículas estavam começando a se aglomerar, a alta velocidade e a baixa interação dos neutrinos permitiu que eles pudessem passar de um lado para o outro sem ser capturados pelas aglomerações.

Mesmo assim a sua massa continua atraindo outra matéria, puxando ela para longe das aglomerações. O locais onde os neutrinos puxaram a matéria a cerca de 14 bilhões de anos atrás, guiaram onde as estrelas e as galáxias se formaram.

No momento em que as estruturas começaram a se aglomerar e criar um contraste de densidade, os neutrinos faziam o trabalho de atrapalhar essas aglomerações. Não somente esse efeito elucida o quão importante os neutrinos foram, mas o estudo pode ajudar a resolver o grande problema sobre a massa dos neutrinos.

Os neutrinos podem ajudar a resolver outro grande mistério: a quantidade precisa de lítio no universo. Com base na quantidade de lítio que foi produzida no big bang, nós esperaríamos que as estrelas velhas contivessem muito mais desse elemento do que elas realmente possuem, e o que não está claro é por que essa quantidade de lítio não bate, onde foi parar esse lítio perdido?

Essa discrepância pode ser resolvida observando as diferenças em como as primeiras estrelas explodiram e como as estrelas explodem agora.

Quando uma estrela explode numa supernova, ela lança neutrinos de alta energia que podem dar início a reações químicas em cascata. As primeiras estrelas seriam relativamente compactas, o que significa que os neutrinos atingiriam o material estelar de maneira mais forte pois ele estaria mais perto do núcleo que explodiu.

Os pesquisadores descobriram que essa alta densidade e a energia extra significa que os neutrinos poderiam iniciar as reações químicas de maneira extremamente eficiente, e isso poderia produzir mais lítio nas estrelas velhas do que nós vemos. Isso não resolve o problema na verdade, deixa ele pior.

Uma significante quantidade de lítio, bem como de alguns outros elementos, no universo, agora, podem ter sido feitos pelos neutrinos nesse tipo de supernova.

Os neutrinos são muito importantes na história inicial do universo. Mas eles são muito difíceis de serem medidos em laboratório. Por isso é preciso vasculhar o universo todo, em todas as épocas para tentar entender tudo que os neutrinos podem nos ajudar, lembrando que eles fazem parte de um dos pés da chamada astrofísica multimenssageira, junto com a radiação eletromagnética e as ondas gravitacionais.

Fonte:

https://www.newscientist.com/article/2236184-neutrinos-determined-where-galaxies-formed-in-the-early-universe/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

Veja todos os posts

Arquivo

Instagram

Error validating access token: The session has been invalidated because the user changed their password or Facebook has changed the session for security reasons.