TOMO VIII - O INCÊNDIO DO UNIVERSO

Foto do Hubble das primeiras protogaláxias a 01 bilhão de anos após o Big Bang

A matéria se aglomerou abundantemente principalmente nos centros das primeiras formações galácticas, onde nuvens gasosas se agrupavam e se condensavam bastante por toda a extensão, dando origem às primeiras estrelas.

Atualmente ainda não é possível para nós olharmos as primeiras estrelas do Universo, denominadas estrelas de População III (ou estrelas obscuras), com nossos telescópios, mas isso não impede que os pesquisadores entendam como esses enormes objetos estelares emergiram das eras da escuridão quando o Universo ainda era jovem.

 

Visão artística do Universo Primordial. Crédito: Adolf Schaller NASA-MSFC

Estrelas Negras

As primeiras estrelas do Universo eram muito diferentes das estrelas que vemos na atualidade. Estas “estrelas obscuras”, teorizadas pela primeira vez em 2007, poderiam crescer e até tornar-se muito maiores que as estrelas modernas. Assim estas estrelas primordiais poderiam ter sido alimentadas por partículas de matéria escura, os WIMPS (matéria subatômica de pouca interação com a matéria ordinária como neutrinos)  que se aniquilariam em seu interior, no lugar da fusão nuclear. No início do Universo, as estrelas obscuras devem ter emitido luz visível como o Sol, e emitir um temperatura superficial em torno de 9700°C e massa de até 50 milhões de vezes a solar. Mas na atualidade, depois de bilhões de anos, sua luz estaria desviada de forma extrema para o vermelho (pelo efeito Doppler da velocidade da expansão do Universo), chegando até nós na faixa de frequências do infravermelho. Desta forma, considerando este desvio, as estrelas primordiais seriam obscuras para nós, isto é, negras, invisíveis  para nós à primeira vista.
Sua morte explicaria a origem dos buracos negros supemassivos no inicio do universo, visto sob a forma dos já comentados em artigos anteriores, quasares. Grupo destas estrelas imensas que poderiam chegar ao diâmetro de bilhões de quilômetros ao consumirem sua energia escura acabariam por gerar fusão e logo após em termos  astronômicos colapsarem em gigantescos buracos negros que migrarem em grupos para os núcleos estelares das galaxias primordiais formariam os quasares.

Concepção artística mostrando as primeiras estrelas do Universo rodeadas por gás (em vermelho). Cortesia de David A. Aguilar (CfA)

As primeiras estrelas por fusão se acenderam em massas da ordem de 100 mil  vezes maiores que a do sol, seria algo do tamanho das nebulosas, são chamadas de hipergigantes, mas nada comparados a atual Eta Carina. Várias estrelas nasceram tão supermassivas, mas devido a aniquilação da matéria escura, muito mais eficas em produzir energia que a fusão, se mantinham estáveis por longos períodos, não morriam de imediato em explosões gigantescas na forma de hipernovas. Posteriormente, em sua descendência menos massiva, já ativadas por fusão, dentro de sua fornalha surgiram à maioria dos elementos que compõem o universo e que serviria de base para as demais gerações como o sol e seu sistema planetário. 

Formação nuclear das hiper-estrelas antes de se tornarem hiper novas e espalharem os primeiros elementos pesados no universo.

FORMAÇÕES ESTELARES PRIMORDIAIS   

O ritmo de nascimento de estrelas era fabuloso, mas diminuiu bastante desde o nascimento do universo, no auge possivelmente nasciam até 26 estrelas por ano, em cada galáxia até 05 bilhões de anos atrás depois gradativamente diminuiria até a taxa atual de 02 por ano.

Estas estrelas quase não se pareciam com as atuais, eram imensas, e de vida efêmera.

Mas estrelas como estas serviriam de base para todas as demais, semeando os elementos pesados pelo universo. Uma única estrela tendo massa entre 100 e 150 vezes o Sol poderia produzir uma quantidade de ferro como 20 a 25 massas solares deste elemento. Estas estrelas aumentavam a chance de suas descendentes terem planetas a sua volta tragam consigo elementos para a vida. Têm ainda hoje o universo, representantes destes tempos idos, as estrelas chamadas de hipergigantes.

No universo das hipergigantes, tudo é colossal, pois elas chegam a ser 2000 vezes maior que o sol. Mas não sua duração, como possui muita massa, sua vida se restringe a um décimo de uma estrela maciça comum e um vigésimo da vida que terá nossa estrela. Atualmente, a cada 10 000 sois a uma destas estrelas hiper gigantes.

Hipermassivas atuais

Esquema evolutivo de uma estrela supermaciça atual.

 Entre a sua formação da nuvem nebulosa e sua implosão se passarão aproximadamente 700 000 anos, como vemos bem mais reduzido que uma estrela de massas igual ou um pouco maior que a do sol. No início do universo a vida de estrelas hipergigantes deveriam ser bem mais curtos que o ciclo das representantes atuais, pois sua massa deveria ainda ser maior.

 Como a luz viaja pelo Universo a uma velocidade finita, tal resulta em um vislumbre do passado cósmico, isto é, os astrônomos olham para trás no tempo à medida que observam o Universo em distâncias cada vez maiores.

O CALOR PRIMORDIAL E A AGUA EM TODO O UNIVERSO

“E O ESPÍRITO DE DEUS PAIRAVA SOBRE AS ÁGUAS...” Livro do Gênesis

O astrônomo de Harvard Avi Loeb publicou um artigo sobre como a vida padrão Terra poderia ter florescido quando nosso universo de 13,8 bilhões de anos tinha apenas 15 milhões de anos. Naquela época, depois das primeiras estrelas hipergigantes terem explodido em massa na sua grande maioria, todo o universo era mais quente – o que significa que a água líquida podia existir mesmo em planetas que estavam distantes de estrelas, em geral em quase qualquer lugar deste cosmo inicial.

Os resíduos das estrelas hipergigantes começariam a formar as estrelas como conhecemos hoje, com elementos mais complexos, e logicamente material para os primeiros sistemas de planetas ao redor de estrelas!

A radiação cósmica de fundo, que nada mais na teoria o eco do período da criação do universo, por um bom período de tempo, deveria ter uma temperatura de 273-300K (0-30 graus Celsius), permitindo que os primeiros planetas rochosos pudessem ter água líquida na sua superfície e fossem habitáveis, para a vida como a conhecemos, independentemente da sua distância a partir de uma estrela.

Os planetas rochosos que existiam, no período inicial da criação eram banhados com calor constante, sem a necessidade de depender de uma estrela para obter energia. Em todo o universo conhecido deveria ter água, rios, mares e oceanos em todos os cantos do cosmos!

10⁸ de anos – Próximo a um bilhão de anos o gás cósmico deixa definitivamente de ser homogêneo. Com o fim da era da reionização e o surgimento de várias irregularidades, aglomeradas, onde a partir destes surgiriam às primeiras galáxias.